CN111672159A - 一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法 - Google Patents

一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111672159A
CN111672159A CN202010600525.4A CN202010600525A CN111672159A CN 111672159 A CN111672159 A CN 111672159A CN 202010600525 A CN202010600525 A CN 202010600525A CN 111672159 A CN111672159 A CN 111672159A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
prehydrolysis
prehydrolysis liquid
plant fiber
zif
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010600525.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王冠华
司传领
马国治
贾思雨
庞泰然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University of Science and Technology
Original Assignee
Tianjin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University of Science and Technology filed Critical Tianjin University of Science and Technology
Priority to CN202010600525.4A priority Critical patent/CN111672159A/zh
Publication of CN111672159A publication Critical patent/CN111672159A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明属于生物质精炼技术领域，主要涉及一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法。在磁性搅拌下，运用溶剂法将Zn(NO3)2·6H2O溶液快速倒入2‑甲基咪唑溶液中，室温下搅拌1‑2h，离心将固体产物从乳状胶体分散体中分离出来，用无水乙醇洗涤后干燥研磨后得到ZIF‑8纳米颗粒。将ZIF‑8纳米颗粒按照一定固液比加入预水解液中进行吸附，吸附温度为20‑40℃，pH值为4‑7，时间为90‑120min，之后离心分离，去除预水解液中的溶解木素、有机酸和糠醛。本发明利用金属有机框架化合物ZIF‑8为吸附剂，所采用的方法操作简单，吸附效率高，选择性好。能够有效地去除预水解液中的溶解木素、有机酸和糠醛，同时保留高利用价值的糖类，对实现预水解液高值利用具有重要意义。

Description

一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的 方法
【技术领域】
本发明属于生物质精炼技术领域，主要涉及一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法。
【背景技术】
预水解是生产高质量溶解浆的重要一步，在预水解的过程中可以溶解大部分的半纤维素和少量木素。目前预水解液主要是和黑液混合后一起浓缩燃烧，然而预水解液中固形物含量低，显著降低黑液燃烧热值。将半纤维素及其降解产物分离出来，可以转化加工木糖醇、燃料乙醇和生物柴油等高附加值的化学品，是预水解液高值化利用的重要途径。然而预水解液中存在的木素，有机酸及糠醛等，会抑制半纤维素发酵生产木糖醇与乙醇，因此高效去除木素，对分离纯化糖类，实现预水解液高值利用具有重要意义。
目前除去预水解液中木素的方法主要包括以下几种：一是物理方法，如用白泥、改性β-环糊精、活性炭等的吸附作用来去除预水解液里的木素。二是化学方法，如用高分子物质和木素发生絮凝反应，从而使木素聚集成为大颗粒而被去除。三是生物方法，如采用漆酶催化木质素缩合形成大分子沉淀后脱除。而目前的研究表明，多种方法相结合，往往可以较好的除去预水解液中的木素。物理法和化学法在去除木素的同时也会去除半纤维及其降解产物，经过物理法和化学法去除后，预水解液中仍存在大量的木素。生物法对木素的选择性比较高，几乎不影响预水解液中其他物质的含量，但是该工艺成本较高且耗时较长。有必要探究一种高效及高选择性去除预水解液中木素的方法，进而纯化植物纤维预水解液中降解糖。
金属有机骨架材料(Metal organic frameworks，MOFs)是由金属离子与芳香多酸等有机配体通过配位作用自组装形成的类沸石结构化合物。作为MOFs材料的子系列，沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)不但具有MOFs材料的结构优点，还在一定程度上克服了MOFs材料热稳定性和化学稳定性差的缺点。ZIF-8作为金属有机骨架材料ZIFs系列中的典型代表，是由金属离子Zn2+和咪唑基配体构成的一种具有拓扑结构的多孔材料。相对于传统的无机材料而言，ZIF-8具有独特的性质，超高的比表面积，稳定的水热性，可调控的孔径结构。ZIF-8复合材料由于其独特的性质，使其可以应用于催化、吸附、气体储存与分离、药物缓释、分离富集、传感、荧光等其他很多领域。
【发明内容】
本发明采用金属有机框架化合物ZIF-8作为吸附剂，选择性高效脱除预水解液中水溶性小分子木素，达到预水解液中半纤维素和木素的高效分离，实现预水解液的高值利用。
本发明的主要步骤如下：
在磁性搅拌下，运用溶剂法将Zn(NO3)2·6H2O溶液快速倒入2-甲基咪唑溶液中。室温下搅拌1-2h，离心将固体产物从乳状胶体分散体中分离出来。用无水乙醇洗涤后干燥研磨后得到ZIF-8纳米颗粒。预水解液离心处理后，将ZIF-8纳米颗粒按照一定固液比加入预水解液中进行吸附，吸附温度为20-40℃，pH值为4-7，时间为90-120min，之后离心分离，去除预水解液中的溶解木素、有机酸和糠醛，纯化预水解液中降解糖。
【具体实施方式】
实施例1
在磁性搅拌下，将160毫升Zn(NO3)2·6H2O(2.3g)的甲醇溶液快速倒入160mL 2-甲基咪唑(5.1g)的甲醇溶液中。室温下搅拌2h，离心将固体产物从乳状胶体分散体中分离出来。用无水乙醇洗涤后离心分离，洗涤三次，在60℃干燥。在玛瑙研钵中研磨得到ZIF-8纳米颗粒。将ZIF-8纳米颗粒按照固液比1∶10(m/v)的比加入预水解液中，置于摇床进行吸附，吸附温度为25℃，pH值为4，摇床转速为150prm/min，时间为120min，之后离心分离，去除预水解液中的溶解木素，纯化植物纤维预水解液中降解糖。
实施例2
在磁性搅拌下，将16毫升Zn(NO3)2·6H2O(2.5g)的蒸馏水溶液快速倒入80毫升2-甲基咪唑(44.7g)的蒸馏水溶液中。室温下搅拌1h，离心将固体产物从乳状胶体分散体中分离出来。用蒸馏水洗涤后离心分离，洗涤三次，在100℃干燥。在玛瑙研钵中研磨得到ZIF-8纳米颗粒。将ZIF-8纳米颗粒按照固液比1∶10(m/v)的比加入预水解液中，置于摇床进行吸附，吸附温度为25℃，pH值为4，摇床转速为150prm/min，时间为120min，之后离心分离，去除预水解液中的溶解木素，纯化植物纤维预水解液中降解糖。
实施例3
在磁性搅拌下，将160毫升Zn(NO3)2·6H2O(5.0g)的甲醇溶液快速倒入160毫升2-甲基咪唑(15.1g)的甲醇溶液中。室温下搅拌2h，离心将固体产物从乳状胶体分散体中分离出来。用无水乙醇洗涤后离心分离，洗涤三次，在80℃干燥。在玛瑙研钵中研磨得到ZIF-8纳米颗粒。将ZIF-8纳米颗粒按照固液比1∶10(m/v)的比加入预水解液中，置于摇床进行吸附，吸附温度为40℃，pH值为5，摇床转速为160prm/min，时间为120min，之后离心分离，去除预水解液中的溶解木素，纯化植物纤维预水解液中降解糖。
实施例4
在磁性搅拌下，将20毫升Zn(NO3)2·6H2O(3.2g)的蒸馏水溶液快速倒入100毫升2-甲基咪唑(56.3g)的蒸馏水溶液中。室温下搅拌1h，离心将固体产物从乳状胶体分散体中分离出来。用蒸馏水洗涤后离心分离，洗涤三次，在80℃干燥。在玛瑙研钵中研磨得到ZIF-8纳米颗粒。将ZIF-8纳米颗粒按照固液比1∶50(m/v)的比加入预水解液中，置于摇床进行吸附，吸附温度为25℃，pH值为6，摇床转速为150prm/min，时间为120min，之后离心分离，去除预水解液中的溶解木素，纯化植物纤维预水解液中降解糖。
实施例5
在磁性搅拌下，将160毫升Zn(NO3)2·6H2O(2.3g)的甲醇溶液快速倒入160毫升2-甲基咪唑(5.1g)的甲醇溶液中。室温下搅拌2h，离心将固体产物从乳状胶体分散体中分离出来。用无水乙醇洗涤后离心分离，洗涤三次，在80℃干燥。在玛瑙研钵中研磨得到ZIF-8纳米颗粒。将ZIF-8纳米颗粒按照固液比1∶20(m/v)的比加入预水解液中，置于摇床进行吸附，吸附温度为25℃，pH值为7，摇床转速为160prm/min，时间为90min，之后离心分离，去除预水解液中的溶解木素，纯化植物纤维预水解液中降解糖。

Claims (3)

1.一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法，所述方法包括以下步骤：
在磁性搅拌下，运用溶剂法将Zn(NO3)2·6H2O溶液快速倒入2-甲基咪唑溶液中，室温下搅拌1-2h，离心将固体产物从乳状胶体分散体中分离出来，用无水乙醇洗涤后干燥研磨后得到ZIF-8纳米颗粒，将ZIF-8纳米颗粒按照一定固液比加入预水解液中进行吸附，吸附温度为20-40℃，pH值为4-7，时间为90-120min，之后离心分离，去除预水解液中的溶解木素、有机酸和糠醛，纯化植物纤维预水解液中降解糖。
2.按权利要求1所述的一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法，其特征在于：所述溶剂法的溶剂为甲醇和蒸馏水中的一种。
3.按权利要求1所述的一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法，其特征在于：所述预水解液为植物纤维蒸汽预处理水解液，稀酸预处理水解液、水热预处理水解液，蒸汽爆破水洗液中的一种。
CN202010600525.4A 2020-06-29 2020-06-29 一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法 Pending CN111672159A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010600525.4A CN111672159A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010600525.4A CN111672159A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111672159A true CN111672159A (zh) 2020-09-18

Family

ID=72437342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010600525.4A Pending CN111672159A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111672159A (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103773904A (zh) * 2012-10-24 2014-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种脱除木质纤维素酶解液抑制物的方法
KR101394167B1 (ko) * 2012-07-31 2014-05-14 경희대학교 산학협력단 Ｍｏｆ를 이용한 한외 여과막 제조 방법
CN106492764A (zh) * 2016-11-03 2017-03-15 天津工业大学 一种叶酸MOFs材料的制备方法及用途
CN106674538A (zh) * 2016-12-19 2017-05-17 北京林业大学 一种从竹材中分离提取纤维素、半纤维素降解糖和木质素的方法
CN108049229A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 齐鲁工业大学 一种环保清洁制浆工艺
CN108411044A (zh) * 2018-04-04 2018-08-17 齐鲁工业大学 一种桉木热水预水解液中木糖的超声波辅助纯化方法
CN110327886A (zh) * 2019-06-12 2019-10-15 太原理工大学 一种沸石咪唑酯骨架材料及其制备方法和应用
KR102033780B1 (ko) * 2018-05-11 2019-10-17 한국과학기술연구원 UiO-66계 MOF가 분산된 고분자를 포함하는 촉매-섬유 복합체 및 이의 제조방법
CN110894248A (zh) * 2018-09-12 2020-03-20 上海昶法新材料有限公司 一种从预水解液中提取半纤维素的方法
CN111167412A (zh) * 2020-01-20 2020-05-19 天津城建大学 一种Cu-ZIF-8复合纳米材料的制备方法及应用
CN112480195A (zh) * 2019-09-12 2021-03-12 天津工业大学 一种zif-8富集纯化黄芩中黄芩苷的新方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101394167B1 (ko) * 2012-07-31 2014-05-14 경희대학교 산학협력단 Ｍｏｆ를 이용한 한외 여과막 제조 방법
CN103773904A (zh) * 2012-10-24 2014-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种脱除木质纤维素酶解液抑制物的方法
CN106492764A (zh) * 2016-11-03 2017-03-15 天津工业大学 一种叶酸MOFs材料的制备方法及用途
CN106674538A (zh) * 2016-12-19 2017-05-17 北京林业大学 一种从竹材中分离提取纤维素、半纤维素降解糖和木质素的方法
CN108049229A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 齐鲁工业大学 一种环保清洁制浆工艺
CN108411044A (zh) * 2018-04-04 2018-08-17 齐鲁工业大学 一种桉木热水预水解液中木糖的超声波辅助纯化方法
KR102033780B1 (ko) * 2018-05-11 2019-10-17 한국과학기술연구원 UiO-66계 MOF가 분산된 고분자를 포함하는 촉매-섬유 복합체 및 이의 제조방법
CN110894248A (zh) * 2018-09-12 2020-03-20 上海昶法新材料有限公司 一种从预水解液中提取半纤维素的方法
CN110327886A (zh) * 2019-06-12 2019-10-15 太原理工大学 一种沸石咪唑酯骨架材料及其制备方法和应用
CN112480195A (zh) * 2019-09-12 2021-03-12 天津工业大学 一种zif-8富集纯化黄芩中黄芩苷的新方法
CN111167412A (zh) * 2020-01-20 2020-05-19 天津城建大学 一种Cu-ZIF-8复合纳米材料的制备方法及应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侯丹丹: "金属-有机骨架材料吸附分离水中有机物分子的实验研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库.工程科技I辑》 *
彭浩等: "憎水性ZIFs对糠醛和5-羟甲基糠醛的吸附分离性能", 《太原理工大学学报》 *
李耀: "金属有机骨架材料ZIF-8的制备及吸附性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库.工程科技I辑》 *
沈新元: "《化学纤维手册》", 30 September 2008, 北京：中国纺织出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210088650A (ko) 공융 용매 및 리그닌 추출에서의 이의 응용
CN100534594C (zh) 一种中空纤维复合膜和制备方法及应用
CN102174754A (zh) 一种分离生物质的溶剂及其在生物质选择性分离中的应用
CN101402658A (zh) 一种离子液体溶剂催化热降解纤维素的方法
EP3219737A1 (en) Ionic polymers and use thereof in processing of biomass
CN102690899A (zh) 一种浓磷酸水解木质纤维素原料并回收磷酸的方法
CN100522982C (zh) 一种用水作溶剂从油茶饼粕中提取茶皂素的生产方法
CN108993424B (zh) 一种多孔木质素吸附剂的制备及再生方法
Yang et al. Using deep eutectic solvent pretreatment for enhanced enzymatic saccharification and lignin utilization of masson pine
JP5582812B2 (ja) 層分離方法
CN111495329A (zh) 一种基于木质素降解产物合成多孔金属有机框架的方法
CN113648834A (zh) 一种陶瓷膜及其制备方法与应用
CN113956299A (zh) 一种基于des的双相体系预处理桉木分级木质素并联产糠醛的方法
CN102191340A (zh) 一种脱除木质纤维素预水解液中抑制物的方法
CN101974109A (zh) 一种马来酰化半纤维素的制备方法
CN102371078A (zh) 一种纤维素均相酰化反应后离子液体溶剂的回收方法
CN103254158B (zh) 生物质水解耦合渗透汽化分离生产糠醛的方法及装置
CN111672159A (zh) 一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法
CN115845812B (zh) 一种磁性木质素吸附材料的制备方法和应用
Abushammala et al. Enzymatic hydrolysis of cellulose and the use of TiO2 nanoparticles to open up the cellulose structure
CN110743508A (zh) 一种生物质基复合材料的制备方法
CN101691587A (zh) 一种木质纤维水解糖液脱毒方法
CN104107644A (zh) 一种优先透醇硅橡胶复合膜的制备方法
CN108905642A (zh) 一种优先脱水的木素磺酸钠/海藻酸钠共混渗透汽化膜
CN104341273A (zh) 一种生物质催化热解制备4-乙基苯酚的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200918