一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法

2023-05-09 08:56:06

專利名稱：一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法
技術領域：
本發明涉及天然產物化學領域，特別是涉及一種利用超臨界反溶劑技術製備納米 木質素的方法。
背景技術：
木質素是一種含量僅次於纖維素的天然可再生資源，與纖維素一樣廣泛存在於高 等植物體細胞中，是針葉樹類、闊葉樹類和草類植物的基本化學組成之一。據估計，全球每 年可生產約6X1014噸木質素。其中工業木質素是製漿廢液中的主要汙染物，是造成江河汙 染的主要因素。目前我國的造紙工業木質素每年約生產出450萬噸，隨著造紙工業的發展 還會進一步增加。因此，開發利用木質素，變廢為寶，既緩解了資源短缺對經濟發展造成的 壓力又減輕了造紙工業對環境的汙染，具有巨大的經濟和社會效益。基於上述原因，合理利用天然可再生資源——木質素，通過本項發明可以改善工 業木質素理化性能，得到納米級木質素，擴寬其應用領域，使其成為一種應用廣泛的、無汙 染、無公害的納米級原料。

發明內容
一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法，其特徵在於所使用木質素 來自於造紙黑液，造紙黑液經過鹽酸酸析沉澱得到造紙工業粗木質素，造紙工業粗木質素 再經過兩次鹼溶解酸沉澱，所使用的鹼液和酸液分別為氫氧化鈉溶液和鹽酸溶液，得到精 制工業木質素，精製造紙工業木質素經過低溫乾燥後，用二氧六環溶解，離心分離不溶木質 素回收重複使用，得到木質素二氧六環溶液用二氧化碳超臨界設備，採用超臨界反溶劑法 製備納米木質素。本發明的目的在於提供一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案包括造紙黑液經過鹽酸酸析沉澱得 到造紙工業粗木質素，造紙工業粗木質素再經過兩次鹼溶解酸沉澱，得到精製工業木質素， 經過低溫乾燥後，用二氧六環溶解，離心分離不溶木質素回收重複使用，得到木質素二氧六 環溶液用二氧化碳超臨界設備，採用超臨界反溶劑法製備納米木質素。本發明的優點是1.本發明首次採用超臨界反溶劑法製備納米木質素，由於使用的是超臨界二氧化 碳作為反溶劑，所以試劑可回收利用，無汙染，產品無溶劑殘留，為木質素更廣泛的應用和 開發打開了廣闊前景。2、由於得到是納米級木質素，其各項性能得到的大幅度提高，如溶解性能、抗氧化 性能、分散性能等，這些性能的提高也拓寬了木質素的應用前景。
具體實施例方式下面對本發明實施作進一步詳細描述
造紙黑液經過鹽酸酸析沉澱得到造紙工業粗木質素，造紙工業粗木質素再經過兩 次鹼溶解酸沉澱，得到精製工業木質素，經過低溫乾燥後，用二氧六環溶解，離心分離不溶 木質素回收重複使用，得到木質素二氧六環溶液用二氧化碳超臨界設備，採用超臨界反溶 劑法製備納米木質素。下面，本發明將用實施例進行進一步的說明，但是它並不限於這些實施例的任一 個或類似實例。實施例1 2000mL造紙黑液，在60°C水浴條件下加入鹽酸調節pH值到3，得到粗木質素沉澱 物，再用氫氧化鈉溶液調節PH值到12，得到木質素溶液，過濾去除不溶物，加入鹽酸調節 pH值到3沉澱溶液中木質素，經過在兩次鹼溶解酸沉澱過程得到精製木質素，45°C烘乾精 制木質素，取乾燥後精製木質素3g，加入1000mL 二氧六環，得到溶液濃度為3mg/mL。用於 超臨界反溶劑技術製備納米木質素，以二氧化碳作為反溶劑，反應釜溫度為35°C，反應釜壓 力為30MPa，二氧化碳流量為20mL/min，木質素二氧六環溶液流速為6mL/min，噴嘴孔徑為 150nm，得到平均粒徑為144士30nm(見

圖1)納米木質素。
權利要求
1.一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法，其特徵在於所使用木質素來 自於造紙黑液，造紙黑液經過鹽酸酸析沉澱得到造紙工業粗木質素，造紙工業粗木質素再 經過兩次鹼溶解酸沉澱，所使用的鹼液和酸液分別為氫氧化鈉溶液和鹽酸溶液，得到精製 工業木質素，精製造紙工業木質素經過低溫乾燥後，用二氧六環溶解，離心分離不溶木質素 回收重複使用，得到木質素二氧六環溶液用二氧化碳超臨界設備，採用超臨界反溶劑法制 備納米木質素。
2.按照權利要求1所述的一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法，其特徵 在於造紙黑液酸析沉澱粗木質素和粗木質素鹼溶酸沉精製過程，在40 60°C水浴條件 下，pH值分別為3. 0 4. 0和12 11。
3.按照權利要求1所述的一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法，其特徵 在於製備造紙工業木質素二氧六環溶液用離心機以1000 3000r/min轉數進行離心，時 間為5 lOmin，取上清液，其濃度為4 6mg/mL，沉澱物回用。
4.按照權利要求1所述的一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法，其特徵 在於採用超臨界二氧化碳反溶劑法，以二氧化碳作為反溶劑，反應釜溫度為35°C 65°C， 反應釜壓力為15 30MPa，二氧化碳流量為10mL/min 30mL/min，木質素二氧六環溶液流 速為2 20mL/min，噴嘴孔徑為100 300nm。
全文摘要
一種利用超臨界反溶劑技術製備納米木質素的方法，其特徵在於所使用木質素來自於造紙黑液，造紙黑液經過酸析沉澱得到造紙工業粗木質素，造紙工業粗木質素再經過兩次鹼溶解酸沉澱，所使用的鹼液和酸液分別為氫氧化鈉溶液和鹽酸溶液，得到精製工業木質素，精製造紙工業木質素經過低溫乾燥後，用二氧六環溶解，離心分離不溶木質素回收重複使用，得到木質素二氧六環溶液用二氧化碳超臨界設備，採用超臨界反溶劑法製備納米木質素。本操作工藝的主要特點為原料為造紙工業廢棄汙染物，既解決了造紙工業汙染問題，又得到高性能的納米級木質素，由於採用了超臨界反溶劑技術，試劑可回收利用，無汙染，產品無溶劑殘留，為木質素更廣泛的應用打開了廣闊前景。
文檔編號C08H7/00GK102002165SQ201010281868
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月15日 優先權日2010年9月15日
發明者孫志強, 孫文峰, 張軍, 張寶友, 張顏濱, 楊磊, 祖元剛, 祖柏實, 趙修華, 趙春建, 路祺, 黃路明 申請人:東北林業大學, 祖元剛