一种利用稳定剂提取高活性木质素的方法与流程

本发明涉及一种木质素提取方法，具体地说是利用小分子添加剂从生物质中提取高活性木质素的方法。

发明背景：

近年来，随着传统化石能源不断消耗，生物质作为可再生的新能源逐渐地进入人们视野，生物质中包含三大组分，纤维素约占40％，半纤维素约占30％，木质素约占25％，生物质有着可再生，低污染，来源丰富的特点。

木质素作为一种丰富的生物质聚合物，其结构既有酚羟基、醇羟基，又有羧基、醛基等，这种独特的结构使得木质素可以与其他化合物在一定条件下合成树脂；根据其表面活性的特性还可以制备成非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂。木质素应用在这些方面的应用使得其附加值远高于作为燃料燃烧后回收热量附加值。常用有机溶剂提取方法获得木质素容易在提取过程中发生缩合，不但使得木质素提取困难也使得后面木质素的热解与氢解难以解聚。快速热解作为生物质转化中一种重要的手段，常用有机溶剂提取的木质素在快速热解中会出现较多的积碳，而使得我们所需的液体产品较低。

鉴于目前木质素提取过程中出现的问题与困难，现需要一种新的提取方法来解决以前提取方法出现的问题。

技术实现要素：

本发明是为提供一种木质素提取的方法，通过本发明提供的方法，达到木质素的高提取率及高活性的目的。

本发明的技术方案如下：

(1)将生物质原料例如：白杨木，草本植物等，通过粉碎机粉碎，取其中小于60目的部分，将粉碎后的生物质在110℃中烘干；

(2)将步骤(1)中烘干待用的样品溶于有机溶剂中，加入体积分数5％盐酸(浓度37％)，和体积分数10％的稳定剂，在60-110℃下加热搅拌反应4-8h；将反应后的混合液过滤，收集滤液；

(3)在滤液中加入1mol/l的碳酸氢钠溶液用于中和过量的酸，将中和后的反应液过滤，收集滤液；

(4)将步骤(3)中得到的滤液加入去离子水析出，充分搅拌后将得到的混合液过滤，得到有机溶剂木质素固体；在50℃下烘干。

进一步的，步骤(2)中有机溶剂为二氧六环，甲酸乙酸，乙醇，丙酮等溶剂体系，稳定剂为小分子醛类，酮类和羧酸类，如：甲醛，乙醛，丙醛，甲酸，丙酮。

进一步的，步骤(4)中去离子水加入量一般是有机溶剂的5-10倍。

本发明具有以下优越性：

(1)用有机溶剂所提取的木质素分子量偏大，并且分子量的分散度提高；

(2)加入小分子稳定剂后的有机溶剂木质素的提取率明显提升，并且稳定剂与木质素发生反应，提高了木质素的热解活性；

附图说明：

图1为本发明实施例提供的木质素提取过程示意图。

图2为本发明实施例提供的经过甲醛和水预处理提取后木质素的热重图。

图3为本发明实施例提供的经过甲醛提和水预处理取后木质素快速热解总面积图。

具体实施方式：

下面通过实例对本发明给予进一步的说明，本发明不仅局限于以下具体实施例，所举实施例也并不是最佳提取木质素条件。

实施例1：

(1)取1g粉碎后小于60目白杨木屑于110℃烘干12h；

(2)将烘干的白杨木屑溶于9ml的二氧六环中，加入0.42ml的盐酸(37％)和1ml的甲醛(37％)，在80℃下加热搅拌400转/分反应5h，然后将混合液过滤，过滤时用10ml二氧六环分三次洗涤滤渣，收集滤液；

(3)在滤液中加入5ml1mol/l的碳酸氢钠溶液用于中和过量的酸，充分混合后将中和后的反应液过滤，收集滤液；

(4)将步骤(3)中得到的滤液加入70ml去离子水析出，用玻璃棒搅拌15分钟，得到的混合液过滤，得到有机溶剂木质素固体；在50℃下烘干，木质素的提取率为81％；

实施例2：

(1)取1g粉碎后小于60目白杨木屑于110℃烘干12h；

(2)将烘干的白杨木屑溶于9ml的二氧六环中，加入0.42ml的盐酸(37％)和1ml的甲酸(99.9％)，在80℃下加热搅拌400转/分反应8h，然后将混合液过滤，过滤时用10ml二氧六环分三次洗涤滤渣，收集滤液；

(3)在滤液中加入5ml1mol/l的碳酸氢钠溶液用于中和过量的酸，充分混合后将中和后的反应液过滤，收集滤液；

(4)将步骤(3)中得到的滤液加入70ml去离子水析出，用玻璃棒搅拌15分钟，得到的混合液过滤，得到有机溶剂木质素固体；在50℃下烘干，得到高活性木质素，木质素的提取率为65％；

实施例3：

(1)取10g粉碎后小于60目白杨木屑于110℃烘干12h；

(3)将烘干的白杨木屑溶于90ml的二氧六环中，加入4.2ml的盐酸(37％)和10ml的甲醛(37％)，在80℃下加热搅拌400转/分反应8h，然后将混合液过滤，收集滤液；

(4)在滤液中加入10ml1mol/l的碳酸氢钠溶液用于中和过量的酸，充分混合后将中和后的反应液过滤，收集滤液；

(5)将步骤(3)中得到的滤液加入400ml去离子水析出，用磁力搅拌子搅拌15min，得到的混合液过滤，得到有机溶剂木质素固体；在50℃下烘干，得到高活性木质素，木质素的提取率为73％；

实施例4：

(1)取1g粉碎后小于60目白杨木屑于110℃烘干12h；

(2)将烘干的白杨木屑溶于9ml的二氧六环中，加入0.42ml的盐酸(37％)和1ml的乙醛(99.9％)，在80℃下加热搅拌400转/分反应5h，然后将混合液过滤，过滤时用10ml二氧六环分三次洗涤滤渣，收集滤液；

(3)在滤液中加入5ml1mol/l的碳酸氢钠溶液用于中和过量的酸，充分混合后将中和后的反应液过滤，收集滤液；

(4)将步骤(3)中得到的滤液加入70ml去离子水析出，用玻璃棒搅拌15分钟，得到的混合液过滤，得到有机溶剂木质素固体；在50℃下烘干，得到高活性木质素，木质素的提取率为63％；

实施例5：

(1)取1g粉碎后小于60目白杨木屑于110℃烘干12h；

(2)将烘干的白杨木屑溶于10ml的乙酸∶甲酸∶水＝5∶3∶2的溶液中，加入1ml的甲醛(37％)，先在60℃下加热搅拌300转/分反应1h，然后在110℃下加热搅拌500转/分反应3h，然后将混合液过滤，过滤时用15ml0.5mol/l的乙酸溶液在60℃下分三次洗涤，收集滤液；

(3)在滤液中加入5ml1mol/l的碳酸氢钠溶液用于中和过量的酸，充分混合后将中和后的反应液过滤，收集滤液；

(4)将步骤(3)中得到的滤液加入50ml去离子水析出，用玻璃棒搅拌15分钟，得到的混合液过滤，得到有机溶剂木质素固体；在50℃下烘干，得到高活性木质素，木质素的提取率为66％；

实施例6：

(1)取1g粉碎后小于60目白杨木屑于110℃烘干12h；

(2)将烘干的白杨木屑溶于9ml的二氧六环中，加入0.42ml的盐酸(37％)和1ml的去离子水-对比，在80℃下加热搅拌400转/分反应8h，然后将混合液过滤，过滤时用10ml二氧六环分三次洗涤滤渣，收集滤液；

(3)在滤液中加入5ml1mol/l的碳酸氢钠溶液用于中和过量的酸，充分混合后将中和后的反应液过滤，收集滤液；

(4)将步骤(3)中得到的滤液加入70ml去离子水析出，用玻璃棒搅拌15分钟，得到的混合液过滤，得到有机溶剂木质素固体；在50℃下烘干，木质素的提取率为36％；

上述的实施例表明：采用本发明中所提供的方法，可以通过在有机溶剂提取木质素过程中加入少量小分子醛类和羧酸类作为稳定剂能够显著的提高有机溶剂木质素的提取率，特别是经过此过程提取的木质素具备较低分子量和高活性。