本发明涉及一种木质素的降解技术，特别是一种以新型离子液体降解天然木质纤维素中木质素的方法。属于环境保护及农产品再利用领域。
背景技术：
随着人类越来越关注生态，意识到好的环境的重要性，对各种环境污染现象的危机感加强。天然聚合物的可再生和可降解性越来越受到人们的关注。
木质素作为可再生生物质，具有十分丰富的利用前景，但是因为木质素拥有复杂的三维结构，所以导致其很难在有机溶剂中溶解，木质素虽然在强碱溶液中具有良好的溶解性，但这种方法存在许多污染问题，因此很难以在化学工业中进行可持续生产。
离子液体具有性能可调、溶解性强、热稳定性好、可重复利用、结构设计等特性，是一种与绿色特性相符合的新型的试剂。所以，在研究设计合成新型离子液体来降解木质素时，具有很大的研究价值。
利用离子液体降解木质素，现有技术虽然有所研究，但现有技术中使用的离子液体，普遍存在木质素的降解率低等问题。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种利用新型离子液体高效降解木质素的方法。
本发明提供1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐的用途，用于降解木质素。
一种利用新型离子液体降解木质素的方法，包括以下步骤：
（1）蔗渣预处理：将蔗渣分选粉碎，用筛子过筛，得到蔗渣粉；将蔗渣至于蒸煮锅中，加入低浓度碱液进行碱化处理，反应后降至室温，得到蔗渣浆液；
（2）降解木质素：将新型离子液体与蔗渣浆液等质量份混合，置于反应器中，反应温度为250~260℃，反应时间为150~200min，得木质素-离子液体的混合液。所述新型离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）。
优选的，所述离子液体降解木质素的方法，还包括以下步骤：
（3）离子液体回收：将步骤（2）中所述的木质素-离子液体的混合液中加入蒸馏水，于反应器中，反应温度为20~30℃，反应时间1~1.5h。离心回收离子液体，离子液体可重复利用。
优选的，所述步骤（1）中过筛，筛子目数为40-80目；
优选的，所述步骤（1）中的低浓度碱液，所用试剂为naoh，质量浓度5.0~7.0%；
优选的，所述步骤（1）中的碱化反应是在蒸煮锅中，温度为105~120℃，反应时间为100~120min。
优选的，所述步骤（2）中的新型离子液体与等质量的蔗渣粉每次取80~100g。
优选的，步骤（2）和（3）中所述的反应器为集热式恒温加热磁力搅拌器。
优选的，步骤（3）中，蒸馏水与木质素-离子液体体系的混合液的体积按照1：2~3体积比配比。
步骤（3）中所述的离心回收离子液体，使用高速离心机，转速7000~8000r/min，时间15~30min。
优选的，步骤（2）中所述离子液体制备方法为：
a）将n-甲基咪唑与氯代正丁烷放置于带有回流装置的三口烧瓶中，加热回流，得到的反应液体萃取，减压蒸馏，收集馏出液；
b）将步骤（a）中制得的馏出液、三氮唑钠与水添加至三口烧瓶内置于反应器中，回流后减压蒸馏制得新型离子液体。
优选的，所述步骤（a）中的n-甲基咪唑取4~5份，氯代正丁烷取7~8份，均为质量份；
优选的，所述步骤（a）中的回流，回流温度为95~100℃，回流时间为1~1.5h；所述减压蒸馏，加热温度为80~90℃，真空度为-0.05~0.09mpa。
优选的，所述步骤（a）中的萃取，萃取液为乙酸乙酯，萃取液的使用量按照萃取液与反应液（3~4：1；v：v）配比。
优选的，所述步骤（b）中的三氮唑钠取3~4份，水取7~8份，均为质量份；
优选的，所述步骤（b）中的回流反应，温度为100~105℃，反应时间10~12h。优选的，步骤（b）所述的反应器为集热式磁力搅拌器，转速为20~25r/h。
本发明的有益效果是，
（1）利用离子液体降解木质素的方式与传统酸碱法相比产生的废弃物质更少。
（2）三氮唑和咪唑容易降解木质素，但目前这一领域的研究主要集中在咪唑离子液体上，由于三氮唑和咪唑的化学结构相似，但是其氮的含量又比咪唑高，所以三氮唑对木质素的三维结构具有更强的破坏性。使用咪唑氯盐离子液体对木质素的降解率约为20~40%，使用三氮唑离子液体对木质素的降解率有明显的提高。新型离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）对木质素的降解率达到40~50%，相较于咪唑类氯盐对木质素的降解率提升了10~20%。
（3）本文以三氮唑为阴离子配体，n-甲基吗啉以及n-甲基咪唑为阳离子配体，来合成碱性离子液体。此研究的目的是代替氢氧化钠等碱性溶液，使木质素的降解的反应成为真正的“绿色反应”。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1
一种利用新型离子液体高效降解木质素的方法，包括以下步骤：
（1）蔗渣预处理：将蔗渣分选粉碎，用筛子过筛，筛子目数为40目，得到蔗渣粉；将蔗渣至于蒸煮锅中，加入低浓度碱液进行碱化处理，温度为105℃，反应时间为100min；反应后降至室温，得到蔗渣浆液；低浓度碱液，所用试剂为naoh，质量浓度5.0%。
（2）离子液体制备：将n-甲基咪唑4份与氯代正丁烷7份（质量份）放置于带有回流装置的三口烧瓶中，95℃加热回流1h，得到的反应液体用乙酸乙酯萃取，80℃减压蒸馏；真空度为-0.09mpa；
（3）将步骤（2）中制得的馏出液、三氮唑钠3份与水7份（质量份）添加至三口烧瓶内置于集热式磁力搅拌器（转速为20r/h）中，100℃回流10h后减压蒸馏制得新型离子液体。
（4）降解木质素：将步骤（3）中所述的离子液体与蔗渣粉等质量份混合，置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应温度为250℃，反应时间为150min。离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr），与等质量的蔗渣粉每次取80g。
（5）离子液体回收：将步骤（4）中所述的木质素-离子液体体系的混合液中加入2体积比的水，于集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应温度为20℃，反应时间1h。离心回收离子液体，转速7000r/min，离子液体可重复利用。
新型离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）对木质素的降解率达40%，相较于咪唑类氯盐对木质素的降解率提升了10%。
实施例2
一种利用新型离子液体高效降解木质素的方法，包括以下步骤：
（1）蔗渣预处理：将蔗渣分选粉碎，用筛子过筛，筛子目数80目，得到蔗渣粉；将蔗渣至于蒸煮锅中，加入低浓度碱液进行碱化处理，温度为120℃，反应时间为120min；反应后降至室温，得到蔗渣浆液；低浓度碱液，所用试剂为naoh，质量浓度7.0%。
（2）离子液体制备：将n-甲基咪唑5份与氯代正丁烷8份（质量份）放置于带有回流装置的三口烧瓶中，100℃加热回流1.5h，得到的反应液体用乙酸乙酯萃取，90℃减压蒸馏；真空度为-0.05mpa；
（3）将步骤（2）中制得的馏出液、三氮唑钠4份与水8份（质量份）添加至三口烧瓶内置于集热式磁力搅拌器（转速为25r/h）中，105℃回流12h后减压蒸馏制得新型离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）。
（4）降解木质素：将步骤（3）中所述的离子液体与蔗渣粉等质量份混合，置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应温度为260℃，反应时间为200min。离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）与等质量的蔗渣粉,每次取100g。
（5）离子液体回收：将步骤（4）中所述的木质素-离子液体体系的混合液中加入3体积比的水，于集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应温度为30℃，反应时间1.5h。离心回收离子液体，转速8000r/min，离子液体可重复利用。
新型离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）对木质素的降解率达到50%，相较于咪唑类氯盐对木质素的降解率提升了20%。
实施例3
一种利用新型离子液体高效降解木质素的方法，包括以下步骤：
（1）蔗渣预处理：将蔗渣分选粉碎，用筛子过筛，筛子目数为60得到蔗渣粉；将蔗渣至于蒸煮锅中，加入低浓度碱液进行碱化处理，温度为110℃，反应时间为110min；反应后降至室温，得到蔗渣浆液；低浓度碱液，所用试剂为naoh，质量浓度6.0%。
（2）离子液体制备：将n-甲基咪唑4.5份与氯代正丁烷8份（质量份）放置于带有回流装置的三口烧瓶中，95℃加热回流1h，得到的反应液体用乙酸乙酯萃取，85℃减压蒸馏；真空度为-0.06mpa;
（3）将步骤（2）中制得的馏出液、三氮唑钠4份与水7份（质量份）添加至三口烧瓶内置于集热式磁力搅拌器（转速为20r/h）中，105℃回流10h后减压蒸馏制得新型离子液体。
（4）降解木质素：将步骤（3）中所述的离子液体与蔗渣粉等质量份混合，置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应温度为250℃，反应时间为150min。离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr），与等质量的蔗渣粉每次取80g。
（5）离子液体回收：将步骤（4）中所述的木质素-离子液体体系的混合液中加入2体积比的水，于集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应温度为20℃，反应时间1h。离心回收离子液体，转速7000r/min，离子液体可重复利用。
新型离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）对木质素的降解率达40%，相较于咪唑类氯盐对木质素的降解率提升了14.9%。
实施例4
一种利用新型离子液体高效降解木质素的方法，包括以下步骤：
（1）蔗渣预处理：将蔗渣分选粉碎，用筛子过筛，筛子目数80目，得到蔗渣粉；将蔗渣至于蒸煮锅中，加入低浓度碱液进行碱化处理，温度为120℃，反应时间为120min；反应后降至室温，得到蔗渣浆液；低浓度碱液，所用试剂为naoh，质量浓度7.0%。
（2）离子液体制备：将n-甲基咪唑5份与氯代正丁烷7份（质量份）放置于带有回流装置的三口烧瓶中，100℃加热回流1.5h，得到的反应液体用乙酸乙酯萃取，87℃减压蒸馏；真空度为-0.07mpa；
（3）将步骤（2）中制得的馏出液、三氮唑钠4.5份与水7.5份（质量份）添加至三口烧瓶内置于集热式磁力搅拌器（转速为25r/h）中，105℃回流12h后减压蒸馏制得新型离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）。
（4）降解木质素：将步骤（3）中所述的离子液体与蔗渣粉等质量份混合，置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应温度为250℃，反应时间为200min。离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）与等质量的蔗渣粉,每次取100g。
（5）离子液体回收：将步骤（4）中所述的木质素-离子液体体系的混合液中加入3体积比的水，于集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应温度为30℃，反应时间1.25h。离心回收离子液体，转速7500r/min，离子液体可重复利用。
新型离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑盐（[bmim]tr）对木质素的降解率达到50%，相较于咪唑类氯盐对木质素的降解率提升了16.8%。