[发明专利]利用农作物秸秆制取羧甲基纤维素及木质素磺酸钠的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及农作物的综合利用，尤其涉及一种利用农作物秸秆制取羧甲基纤维素及木质素磺酸钠的方法。

背景技术

 近年来，如何“消化”农作物秸秆已成为农业管理部门的大问题。农作物秸秆从农家的财富变成需要处理的“废物”，相继出现了田间焚烧，污染环境，危胁飞机降落，影响车辆行驶。众所周知，秸秆就其物质属性来说，是属于很好的可利用物质，从古至今，被广泛利用，可归纳为“五料”，即燃料、饲料、肥料、基料、原材料。农作物秸秆作为农产品的主要副产物，在现阶段主要有以下用途：1、秸秆还田；2、动物的饲料；3、农村部分用作燃料。然而，在很多农村地区，有些秸秆甚至被直接烧掉，造成了很大的环境污染和资源浪费。因此，对农作物秸秆的再利用研究已成为当今一个重要的研究课题，本发明提供一种从农作物秸秆中制取羧甲基纤维素的方法，由于羧甲基纤维素（CMC）是重要的纤维素醚类之一，其具有宝贵的胶体化学性质，所以在纺织、石油、牙膏、医药、建筑、陶瓷、造纸等行业具有广泛的应用，因此，如何对农作物秸秆进行羧甲基纤维素的制取是一项非常具有应用前景的研究，能实现农作物秸秆的再利用价值。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种农作物秸秆利用的新途径，低成本制造羧甲基纤维素及木质素磺酸钠，提高秸秆的利用率，同时降低污染物的排放。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用农作物秸秆制取羧甲基纤维素及木质素磺酸钠的方法，包括如下步骤：

第一步：将农作物秸秆的洗涤、烘干，然后粉碎成2-10mm的细小颗粒；

第二步：将粉碎后的农作物秸秆进行醚化反应，得到混合溶液；

第三步：对所述混合溶液进行离心分离，得到滤液和纤维素滤渣，并对所述滤液进行浓缩及喷雾干燥，制得木质素磺酸钠；

第四步：将上一步骤分离出的纤维素滤渣，进行双氧水漂白；

第五步：对漂白后的纤维素滤渣进行洗涤、烘干和粉碎，然后对粉碎后的纤维素滤渣依次进行碱化、醚化；

第六步：再进行酸中和、乙醇洗涤、烘干、粉碎处理，得到羧甲基纤维素。

作为本技术方案的进一步改进，所述第二步中磺化反应的工艺为：将粉碎后的农作物秸秆置于氢氧化钠和亚硫酸钠的混合溶液中，且所述农作物秸秆：氢氧化钠：亚硫酸钠的配比为1：0.1-0.3：0.3-0.7。

作为本技术方案的进一步改进，所述第二步中磺化反应时，浴比为1：4-7，温度控制在100-107℃，反应时间为3-7小时。

作为本技术方案的进一步改进，所述第四步中的双氧水漂白工艺为：将纤维素滤渣：浓度30%的双氧水的配比设为1：1-3，反应介质为1-3g/L的氢氧化钠溶液。

作为本技术方案的进一步改进，所述第四步中双氧水漂白工艺的浴比为1：10-20，漂白温度为90-100℃，漂白时间为20-30分钟。

作为本技术方案的进一步改进，所述第五步中对纤维素滤渣进行碱化时，按纤维素：氢氧化钠：浓度75%的乙醇的配比设为1：0.5-1.0：5-10，在20-40℃下碱化1-2小时。

作为本技术方案的进一步改进，所述第五步中对纤维素滤渣进行碱化后，再按纤维素：氯乙酸的配比为1：0.7-1.5的比例加入氯乙酸，控制反应温度在75-80℃进行醚化，醚化时间为1-3小时。

与现有技术相比，本发明解决了农作物秸秆的再利用问题，在制取羧甲基纤维素的同时，还能制得木质素磺酸钠，不仅提高了资源的利用率，同时减少了污染物的排放，利于环保，使污染物排放降到最低，使环境效益和经济效益最大化。

具体实施方式

本发明提供一种利用农作物秸秆制取羧甲基纤维素及木质素磺酸钠的方法，包括如下步骤：

第一步：将农作物秸秆的洗涤、烘干，然后粉碎成2-10mm的细小颗粒。

第二步：将粉碎后的农作物秸秆进行木质素的醚化反应，得到混合溶液。具体工艺为：将粉碎后的农作物秸秆置于氢氧化钠和亚硫酸钠的混合溶液中，其中，所述农作物秸秆：氢氧化钠：亚硫酸钠的配比为1：0.1-0.3：0.3-0.7，浴比为1：4-7，温度控制在100-107℃，反应时间为3-7小时。

第三步：对所述混合溶液进行离心分离，得到的滤液和滤渣，值得一提的是，本步骤中，还对所述滤液进行浓缩后喷雾干燥，可制得木质素磺酸钠。