[发明专利]一种基于木质素衍生物复配乙二醇的木质素仿生溶剂的高效脱除木质素的方法

说明书

本发明提供了一种脱除木质素的方法。本发明采用木质素衍生物复配乙二醇溶剂得到了木质素仿生溶剂，在温和的条件下可实现木质纤维素原料木质素的高效脱除，而且处理木质纤维素原料时，反应液中的木质素容易分离，不需要引入额外的化学溶剂只需要加入水即可实现木质素的分离，且分离得到的木质素分子量较小，可以进一步高值化利用。此外，本发明采用的混合乙二醇的木质素仿生溶剂的脱除体系可以循环回收再利用，是一种绿色高效的木质素脱除方法。本发明基于木质素衍生物复配乙二醇高效脱除木质素的方法，处理方法节能高效、经济环保，有效的解决了现有木质素脱除方法中环境污染严重、反应条件苛刻、脱除效率低等问题，具有很大的应用推广价值。

技术领域

本发明属于木质素分离技术领域，涉及一种脱除木质素的方法、应用，尤其涉及一种基于木质素衍生物复配乙二醇的木质素仿生溶剂的高效脱除木质素的方法。

背景技术

生物质是自然界唯一含碳的可再生资源，以生物质为原料可以生产能源、高附加值化学品和可降解材料，在减少对化石能源的依赖、缓解环境压力、促进经济的可持续性发展等方面起着积极的作用。但与化石能源相比，生物质的结构更为复杂，其主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，生物质精炼的目的就是将其主要的三大组分高效转化为高附加值产品。但三者不仅有各自独特结构和性质，并且三组分间还通过非共价键、共价键强交互作用交联形成致密稳定的三维立体网状结构，尤其是木质素，就像一个天然的坚固的屏障，包裹着纤维素和半纤维素，成为生物质高值化利用主要障碍。所以，要实现生物质的高值化转化利用，需要特定的预处理步骤，将其分离成不同组分。而迄今为止，生物质高值化利用严重不足，极大限制了生物质资源的可持续、市场化的应用及发展，求其根本原因就是缺少高效、绿色、廉价的生物质预处理技术。

高效脱除木质素对生物质原料进行一定的预处理，可以打破生物质天然屏障，是生物质高值化利用的关键所在。传统的木质素的脱除方法有碱法、亚硫酸法、微生物处理等。首先，碱法、亚硫酸盐脱除木质素大都需要高温，预处理所产生的NaOH、KOH、Ca(OH)₂等碱性物质难以去除，易对环境造成很大污染，且处理后的残渣含有酚类、糠醛类物质会影响到后续纤维素的酶解效率；微生物脱除木质素预处理条件温和，但大都需要2～4周时间，预处理时间较长，且微生物对温度、湿度等环境要求较高，处理效率一般。

因此，如何开发一种更加适宜的方式，能在温和条件下高效、绿色脱除木质素，更好的实现生物质高附加值转化利用，促进生物质资源的可持续发展，已成为本领域诸多具有前瞻性的研究人员亟待攻克的技术难题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种脱除木质素的方法、应用，特别是一种基于木质素衍生物复配乙二醇的木质素仿生溶剂的高效脱除木质素的方法，本发明能够在相对温和的条件下实现木质纤维素原料木质素的高效脱除，有效的解决了现有木质素脱除方法中环境污染严重、反应条件苛刻、脱除效率低等问题。

本发明提供了一种脱除木质素的方法，包括以下步骤：

1)将木质纤维素原料和木质素仿生溶剂进行反应后，经过固液分离，得到液相产物；

所述木质素仿生溶剂包括木质素衍生物和乙二醇；

所述木质素衍生物包括木质素解聚单体、木质素解聚二聚体和木质素解聚的多聚体磺酸盐中的一种或多种；

2)将上述步骤得到的液相产物加水后，经过沉淀，得到脱除木质素的固相物。

优选的，所述木质纤维素原料包括含有木质素和纤维素的生物质材料；

所述木质素仿生溶剂的浓度为1.0wt％～50wt％。

优选的，所述木质纤维素原料为粉碎后的木质纤维素原料；

所述木质纤维素原料的粒径为20目～3cm；

所述木质纤维素原料和木质素仿生溶剂的质量体积比为1g：(3～20)mL。