本发明属于生物质精炼领域，具体提供一种高化学反应活性木质素的制备方法。
背景技术：
1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、木质纤维生物质原料主要包括纤维素、半纤维素和木质素三大组分，是地球上最为丰富的可再生资源。木质素是自然界中含量最丰富的聚合物之一，含有大量的芳香族化合物。它通常被认为是纸浆和造纸或第二代乙醇工厂未充分利用的副产物，主要用作锅炉的能源。然而，随着技术的进步和生物经济的快速发展，如何更加有效地将木质纤维原料分离出木素，并进一步加以利用制备高值化的生物材料、生物化学品和生物燃料是目前亟待解决的课题。
3、具有不同官能团(羧基、羟基、氨基、磺酸基等)的木质素可大大提高其本身的化学反应活性，根据官能团的不同，可以用来制备不同功能性的木质素基材料，这是木质素高值化利用最主要的途径。而目前通过木质纤维原料的分离，获得木质素通常只含有少量的羧基和羟基。想要得到具有丰富特定官能团的木质素，需要经过木质素的化学改性处理。因此，化学反应活性较低的木质素成为制约木质素高质化利用的瓶颈。
4、木质素在从生物质原料中分离时，需经过一系列复杂的化学反应过程，其中主要包括醚键的断裂和新碳-碳键生成的过程。发明人之前的专利cn111958730a公开了一种抑制木质素缩合的方法，但其酚化改性的效率仍有待提升。
技术实现思路
1、针对目前木质素活性较低难以利用的问题，本发明提供了一种可大幅度提高酚羟基含量的高化学反应活性木质素的制备方法。本发明中含有芳香酚和氯化铁催化剂的酸性溶液体系三价铁离子会和芳香酚形成配体络合物，该络合物作为一个活泼的亲核芳香基，会与木质素降解脱除过程的中间体发生反应。在此过程中，强亲核性的芳香酚络合物取代溶出的木质素片段来与木质素分子活性中间体发生反应，生成新的碳碳键，获得原位酚化改性的木质素，得到具有较高的酚羟基含量且较低相对分子质量的木质素产品。
2、本发明的反应体系达到了良好的木质素脱除效率，并且具有较强的原料适应性，木材与非木材原料都可。
3、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
4、本发明的第一个方面，提供了一种高化学反应活性木质素的制备方法，包括：
5、将木质纤维原料与含有三氯化铁的芳香酚溶液混合，在一定温度和ph值下进行反应，反应完成后，固液分离，得到提取液；
6、将所述提取液浓缩、纯化干燥，得到高化学反应活性木质素。
7、本发明从木质素生产的起点入手，在木质素醚键断裂的同时利用芳香酚代替降解的木质素分子片段，从而生成与木质素之间的碳碳键，在木质素降解溶出的同时接枝上了芳香酚，从而可大大提高木质素结构中酚羟基的含量，获得具有高活性的木质素。从源头上解决木质素活性较低带来的问题，为实现木质素的高值化利用提供一种新模式。
8、在一些实施方式中，所述木质纤维原料与含有三氯化铁催化剂的芳香酚溶液的固液比为1:1-50，优选为1:(5-20)，特别优选为1:(5-15)。
9、在一些实施方式中，所述含有三氯化铁催化剂的芳香酚溶液中，芳香酚的质量分数为0.1％-80％，优选为1％-30％，特别优选为1％-15％。
10、在一些实施方式中，所述含有三氯化铁催化剂的芳香酚溶液中，三氯化铁的质量分数为0.1-10％。
11、在一些实施方式中，所述芳香酚为二元酚和多元酚中的一种或其组合。
12、在一些实施方式中，所述芳香酚选自邻苯二酚、间苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚中至少一种。
13、在一些实施方式中，反应温度为80-200℃，优选为100-180℃，特别优选为120-150℃。
14、在一些实施方式中，反应时间为1-500min，优选为30-180min，特别优选为60-120min。
15、在一些实施方式中，反应ph值为0.1-3，优选为0.5-2，特别优选为1-1.5。
16、需要说明的是：本申请对于木质素的纯化方法并不作特殊的限定，可采用任意一种本领域技术人员公知的木质素纯化方法浓缩、纯化得到高化学反应活性木质素。例如，将提取液蒸发浓缩后，利用四氢呋喃和乙醚对浓缩液进行纯化干燥，进而得到高化学反应活性产品。
17、在一些实施方式中，所述木质纤维原料为阔叶材、针叶材或非木材中的任一种。优选为阔叶材，如杨木、桉木、松木、竹子等。
18、本发明的第二个方面，提供了上述的方法制备的高化学反应活性木质素。
19、本发明的第三个方面，提供了上述的高化学反应活性木质素在制备生物材料、生物化学品或生物燃料中应用。
20、本发明的有益效果
21、(1)本发明蒸煮过程中的多组分反应，使木质纤维原料中的木质素在被降解脱木质素的同时被芳香酚接枝改性，一步分离过程直接获得酚羟基含量较高的高化学反应活性木质素；
22、(2)本发明得到的高化学反应活性木质素中酚羟基含量较高，反应活性得到明显提高，有利于对木质纤维素生物质进行全面、有效地高值化利用；
23、(3)本发明制备操作流程简单，溶剂易回收利用，无二次污染。
24、(4)本发明中含有芳香酚和氯化铁催化剂的酸性溶液体系三价铁离子会和芳香酚形成配体络合物，该络合物作为一个活泼的亲核芳香基，会与木质素降解脱除过程的中间体发生反应。在此过程中，强亲核性的芳香酚络合物取代溶出的木质素片段来与木质素分子活性中间体发生反应，生成新的碳碳键，获得原位酚化改性的木质素，得到具有较高的酚羟基含量且较低相对分子质量的木质素产品。
25、本发明的反应体系达到了良好的木质素脱除效率，并且具有较强的原料适应性，木材与非木材原料都可。
1.一种高化学反应活性木质素的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的高化学反应活性木质素的制备方法，其特征在于，所述木质纤维原料与含有三氯化铁催化剂的芳香酚溶液的固液比为1:1-50。
3.如权利要求1所述的高化学反应活性木质素的制备方法，其特征在于，所述含有三氯化铁催化剂的芳香酚溶液中，芳香酚的质量分数为0.1％-80％。
4.如权利要求1所述的高化学反应活性木质素的制备方法，其特征在于，所述含有三氯化铁催化剂的芳香酚溶液中，三氯化铁的质量分数为0.1-10％。
5.如权利要求1所述的高化学反应活性木质素的制备方法，其特征在于，所述芳香酚为二元酚和多元酚中的一种或其组合。
6.如权利要求1所述的高化学反应活性木质素的制备方法，其特征在于，所述芳香酚选自邻苯二酚、间苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚中至少一种。
7.如权利要求1所述的高化学反应活性木质素的制备方法，其特征在于，反应温度为80-200℃；
8.如权利要求1所述的高化学反应活性木质素的制备方法，其特征在于，所述木质纤维原料为阔叶材、针叶材或非木材中的任一种。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的高化学反应活性木质素。
10.权利要求9所述的高化学反应活性木质素在制备生物材料、生物化学品或生物燃料中应用。