CN109621851B - 一种γ-戊内酯/甘油体系高得率木质素微纳米球的制备方法 - Google Patents

一种γ-戊内酯/甘油体系高得率木质素微纳米球的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于木质素纳米材料制备技术领域，主要涉及一种γ‑戊内酯/甘油体系木质素微纳米球的制备方法。称取一定质量的木质素，按照固液比1∶10‑1∶100(m/v)的比加入GVL溶液中，搅拌使木质素全部溶解；按照GVL与甘油比为1∶5‑1∶10，将上述溶液加到甘油中，分两层；升温至60‑100℃，GVL与甘油混溶，加入乳化剂，磁力搅拌5‑30min；反应结束后降低温度至室温；按照混合溶剂与水的比例1∶2‑1∶10(v/v)加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。本发明利用绿色溶剂γ‑戊内酯/甘油混合溶剂，所采用的方法操作简单，时间短，可大幅提高制备效率，降低制备成本。通过控制乳化剂的加入量，本发明能够制备出一种高得率且尺寸可控的木质素微纳米球。

Description

一种γ-戊内酯/甘油体系高得率木质素微纳米球的制备方法
【技术领域】
本发明属于木质素纳米材料制备技术领域，主要涉及通过一种绿色溶剂γ-戊内酯/甘油体系制备高得率木质素微纳米球的方法。
【背景技术】
木质素是世界上最丰富的可再生自然资源之一。然而，木质素的复杂结构导致其没有被广泛应用，一直以来都被认为是一种加工剩余物。将可再生的木质素资源开发为微纳米材料，是实现木质素高值化利用的一种新途径。
微纳米颗粒是非常具有应用价值的材料，而生物质材料具备传统无机材料不具有的优势，例如可再生性、生物相容性、可生物降解性等。木质素作为一种大量存在的生物质材料，将木质素制备成微纳米颗粒也是提高木质素利用价值的重要手段。木质素微纳米球不仅具有较小尺寸、较大比表面积以及良好的扩散能力等传统无机纳米颗粒所具有的功能，还具有木质素本身独特的物理和化学性质。木质素微纳米球不仅能吸附重金属离子、还原贵金属纳米粒子，还能拓展其在药物输送和催化剂载体等方面的潜在应用。
溶剂法制备木质素微纳米球是近几年来最为常见的一种方法。通常木质素在水或酸性水溶液中不能溶解，而在四氢呋喃、乙二醇、二甲基甲酰胺等常见有机溶剂中具有较好的溶解性能。邱学青等将碱木质素乙酰化改性后溶于四氢呋喃，加水驱动自组装成功制各得到乙酰化木质素胶体球(邱学青，李浩，邓永红.碱木质素的乙酰化及其球形胶束的制备.高分子学报，2014，11：1458-1464)。现有的乙酰化木质素制备胶体球的过程不可避免地使用了对环境有害的有机溶剂且制备过程繁琐，通过将溶解的木质素在透析袋中自组装方法制备的木质素微纳米球均一性较差且耗时较长。
γ-戊内酯(γ-valerolactone，GVL)是一种无毒、性质稳定的化合物，并且可通过糖转化而来，具有可再生性和生物可降解性，被认为是一种具有广泛潜在应用前景的绿色平台化合物。GVL沸点较高(207℃)，不易挥发，可作为一种性质优良的绿色溶剂。甘油是生物柴油产业的副产品，也是可再生的廉价绿色化工原料。本发明利用常温下GVL与甘油不互溶，而升高温度两者互溶的特点，将木质素溶于GVL中，加入甘油，形成两相。升高体系温度，GVL和甘油互溶，木质素均匀溶解在GVL与甘油形成的混合溶剂中。当体系温度降低，由于GVL与甘油不互溶，溶有木质素的GVL乳化形成球形液滴均匀分散在甘油中，进而加入水，将混合溶剂稀释，析出木质素微纳米球。
本发明利用绿色溶剂γ-戊内酯与甘油形成的混合溶剂制备木质素微纳米球，所采用的方法操作简单，耗时短，可大幅提高制备效率，降低成本且得率高。通过控制乳化剂的加入量，能够制备出一种高得率且尺寸可控的木质素微纳米球。
【发明内容】
本发明是利用木质素能溶于γ-戊内酯而不溶于甘油的特性，通过升高温度使γ-戊内酯和甘油混溶，控制乳化剂的加入量，降低温度，析出粒度均一的木质素微纳米球。
本发明的主要步骤如下：
称取一定质量的木质素，按照固液比1∶10-1∶100(m/v)的比加入GVL溶液中，搅拌使木质素全部溶解。按照GVL与甘油比为1∶5-1∶10，将上述溶液加到甘油中，分两层。升温至60-100℃，GVL与甘油混溶，加入相对于木质素质量分数为0-10％的乳化剂，磁力搅拌5-30min。反应结束后降低温度至室温，按照混合溶剂与水的比例1∶2-1∶10(v/v)加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。
【具体实施方式】
实施例1
称取一定质量的碱木质素，按照固液比1∶50(m/v)的比加入GVL溶液中，搅拌使木质素全部溶解。按照GVL与甘油比为1∶5，将上述溶液加到甘油中，分两层。升温至60℃，GVL与甘油混溶，磁力搅拌10min。反应结束后降低温度至室温，按照混合溶剂与水的比例1∶5(v/v)加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。
实施例2
称取一定质量的硫酸盐木质素，按照固液比1∶100(m/v)的比加入GVL溶液中，使木质素全部溶解。按照GVL与甘油比为1∶10，将上述溶液加到甘油中，分两层。升温至80℃，GVL与甘油混溶，加入相对于木质素质量分数为8％的OP-10，磁力搅拌20min。反应结束后降低温度至室温，按照混合溶剂与水的比例1∶10(v/v)加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。
实施例3
称取一定质量的有机溶剂木质素，按照固液比1∶40(m/v)的比加入GVL溶液中，使木质素全部溶解。按照GVL与甘油比为1∶10，将上述溶液加到甘油中，分两层。升温至60℃，GVL与甘油混溶，加入相对于木质素质量分数为5％的司班80，磁力搅拌30min。反应结束后降低温度至室温，按照混合溶剂与水的比例1∶6(v/v)加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。
实施例4
称取一定质量的碱木质素，按照固液比1∶25(m/v)的比加入GVL溶液中，使木质素全部溶解。按照GVL与甘油比为1∶9，将上述溶液加到甘油中，分两层。升温至75℃，GVL与甘油混溶，加入质量分数为6％的吐温60，磁力搅拌20min。反应结束后降低温度至室温，按照混合溶剂与水的比例1∶10(v/v)加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。
实施例5
称取一定质量的有机溶剂木质素，按照固液比1∶50(m/v)的比加入GVL溶液中，使木质素全部溶解。按照GVL与甘油比为1∶10，将上述溶液加到甘油中，分两层。升温至95℃，GVL与甘油混溶，加入相对于木质素质量分数为10％的OP-10，磁力搅拌10min。反应结束后降低温度至室温，按照混合溶剂与水的比例1∶6(v/v)加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。
实施例6
称取一定质量的硫酸盐木质素，按照固液比1∶50(m/v)的比加入GVL溶液中，使木质素全部溶解。按照GVL与甘油比为1∶9，将上述溶液加到甘油中，分两层。升温至80℃，GVL与甘油混溶，加入相对于木质素质量分数为6％的司班80，磁力搅拌15min。反应结束后降低温度至室温，按照混合溶剂与水的比例1∶6(v/v)加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。

Claims (3)

1.一种γ-戊内酯/甘油体系高得率木质素微纳米球的制备方法，所述的方法包括以下步骤：
称取一定质量的木质素，按照固液比1∶10-1∶100m/v加入γ-戊内酯即GVL溶液中，搅拌使木质素全部溶解；按照GVL与甘油比为1∶5-1∶10，将上述溶液加到甘油中，分两层；升温至60-100℃，GVL与甘油混溶，加入相对于木质素质量分数为0-10％的乳化剂，磁力搅拌5-30min；反应结束后降低温度至室温，按照混合溶剂与水的1∶2-1∶10v/v加水分散木质素微纳米球，高速离心得到粒度均匀的木质素微纳米球。
2.按权利要求1所述的一种γ-戊内酯/甘油体系高得率木质素微纳米球的制备方法，其特征在于：所述的木质素为碱木质素，硫酸盐木质素和有机溶剂木质素的一种。
3.按权利要求1所述的一种γ-戊内酯/甘油体系高得率木质素微纳米球的制备方法，其特征在于：所述的乳化剂为司班80，吐温60和OP-10的一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112812322A (zh) * 2021-01-07 2021-05-18 四川农业大学 基于水热耦合低共熔溶剂预处理木质纤维素类生物质的转化方法
CN113368079A (zh) * 2021-05-11 2021-09-10 暨南大学 一种癌细胞膜包裹载药木质素纳米颗粒及其制备方法与应用
CN113461978B (zh) * 2021-07-06 2023-01-10 天津科技大学 一种球磨预处理辅助制备高得率木质素纳米颗粒的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103242555A (zh) * 2013-04-26 2013-08-14 华南理工大学 一种乙酰化木质素两亲聚合物纳米胶体球及其制备方法
CN106633164A (zh) * 2016-11-10 2017-05-10 广西大学 一种巯基功能化木质素微球的制备方法
CN107286353A (zh) * 2016-04-02 2017-10-24 北京林业大学 一种基于γ-戊内酯的溶剂体系溶解木质素的方法
CN107774204A (zh) * 2016-08-27 2018-03-09 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种中空开口木质素纳米球及其制备方法
CN108822304A (zh) * 2018-07-18 2018-11-16 天津科技大学 一种γ-戊内酯/水体系分级木质素的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103242555A (zh) * 2013-04-26 2013-08-14 华南理工大学 一种乙酰化木质素两亲聚合物纳米胶体球及其制备方法
CN107286353A (zh) * 2016-04-02 2017-10-24 北京林业大学 一种基于γ-戊内酯的溶剂体系溶解木质素的方法
CN107774204A (zh) * 2016-08-27 2018-03-09 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种中空开口木质素纳米球及其制备方法
CN106633164A (zh) * 2016-11-10 2017-05-10 广西大学 一种巯基功能化木质素微球的制备方法
CN108822304A (zh) * 2018-07-18 2018-11-16 天津科技大学 一种γ-戊内酯/水体系分级木质素的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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《Lignin from Micro- to Nanosize: Production Methods》;Stefan Beisl等;《International Journal of Molecular Sciences》;20170610;第18卷(第6期);第1-31页 *

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