CN114635304A - 一种禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法 - Google Patents
一种禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114635304A CN114635304A CN202210214980.XA CN202210214980A CN114635304A CN 114635304 A CN114635304 A CN 114635304A CN 202210214980 A CN202210214980 A CN 202210214980A CN 114635304 A CN114635304 A CN 114635304A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grass fiber
- micro
- nano cellulose
- fiber material
- water
- 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
Links
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 title claims abstract description 54
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 63
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 40
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- KCDXJAYRVLXPFO-UHFFFAOYSA-N syringaldehyde Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC(OC)=C1O KCDXJAYRVLXPFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- COBXDAOIDYGHGK-UHFFFAOYSA-N syringaldehyde Natural products COC1=CC=C(C=O)C(OC)=C1O COBXDAOIDYGHGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N vanillin Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC=C1O MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N vanillin Natural products COC1=CC(O)=CC(C=O)=C1 FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000012141 vanillin Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 34
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 claims description 17
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 claims description 17
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 14
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000011487 hemp Substances 0.000 claims description 12
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 abstract description 11
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 33
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 19
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 19
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 16
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 16
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 16
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 9
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001212 derivatisation Methods 0.000 description 5
- 230000001706 oxygenating effect Effects 0.000 description 5
- 239000012075 bio-oil Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明公开一种禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法,将禾草类纤维材料、氢氧化钠、乙醇、水进行混合,混合物在氧气气氛下进行反应后置于浆袋中搓洗,得到残渣和透过浆袋的产物;透过浆袋的产物进行离心分离,得到残留物和分离液;残留物为微纳米纤维素,残留物加水后经低功率短时超声后获得纳米纤维素的样品,分离液中含小分子化学品,化学品包括丁香醛、香草醛、小分子酸;本发明在低温下直接使用一锅法制备微纳米纤维素和生物质化学品,将农林纤维废弃物转化为具有高值化利用价值的微纳米生物质材料和化学品。
Description
技术领域
本发明涉及农林废弃物资源化利用领域,具体涉及一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和小分子化学品的工艺方法。
背景技术
自20世纪70年代以来,生物质的直接液化已被广泛报道,被认为是木质纤维素生物质热化学转化为生物化学品和液体生物燃料的一种可行性途径。目前,大量液化研究的文献都在亚/超临界条件下进行,以生产生物油为主。但是,生物油的生成往往需要较高的反应温度(250~400℃),而如此高的反应温度所制备的生物油却存在着产率低(小于40%)、HHV值低、热稳定性差、组成复杂等缺点,这对生物油的分离和精炼过程造成了巨大的障碍。因此,寻求合适的资源化方式是必要的。
目前来说,木质纤维素除高温液化利用途径外,在制浆、生物质基材料、生物质化学品等领域也有所利用,但是主流的硫酸盐法制浆会产生含硫有害物质,对环境污染大,且禾草类制浆还存在得率低、碱耗大工艺冗长、后续化学品消耗大、效率低等问题。
发明内容
为了更绿色、安全、高效地制备微纳米纤维素和化学品,本发明提出一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和化学品的工艺方法,引入有机溶剂进行液化,实现低温下碳水化合物和木质纤维素的高效降解,一步得到微纳米纤维素和化学品。
本发明通过下述技术方案实现:
一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和化学品的工艺方法,包括以下步骤:
(1)将禾草类纤维材料、氢氧化钠、乙醇、水进行混合,混合物在氧气气氛下进行反应,将反应后的产物置于350目的浆袋中,浆袋置于水中充分搓洗,得到残渣和透过浆袋的产物;
(2)步骤(1)透过浆袋的产物在高速离心机中进行固液离心分离,得到残留物和分离液,残留物为微纳米纤维素;
(3)将步骤(2)中所得的残留物加水后置于带有超声探头的超声分散仪中,超声30~60min后保存,即为含有纳米纤维素的样品;步骤(2)中的分离液中含小分子化学品,化学品主要包括木质素降解生成的丁香醛和香草醛,还有部分纤维素降解生成的小分子酸。
步骤(1)禾草类纤维材料为禾草类纤维原料或碱处理之后的禾草类纤维材料,禾草类纤维原料包括大麻杆、蔗渣、蔗髓等,经过碱处理之后的禾草类纤维材料的制备方法为:将禾草类纤维原料与氢氧化钠溶液按照质量体积比Kg:L为1:5~15混合,氢氧化钠溶液的质量分数为5~15wt%,混合物在50℃处理2小时,反应后蒸馏水洗涤至中性,干燥后保存。
步骤(1)氢氧化钠为禾草类纤维材料质量的30~60%w/w,反应液(水+乙醇)与禾草类纤维材料的体积质量比mL:g为5~15:1,乙醇占反应液(水+乙醇)体积的30~60%。
步骤(1)氧气气氛的氧气压力为0.4~0.6MPa,在反应过程中充氧气1~3次,每次2~5min。
步骤(1)反应温度为110~130℃,反应时间2~3h,从室温升温至反应温度的时间为1h。
步骤(2)高速离心机进行固液离心分离时的转速为4000~6000rpm,离心时间8~12min。
步骤(3)超声时残留物占水的质量百分比为0.5~5.0wt.%,超声功率为600~1200W。
本发明相对于现有技术,具有如下的优点及效果:
本发明在氧气辅助碱-醇/水体系下实现低温制备微/纳米纤维素和化学品,且通过低功率短时超声生产纳米级纤维素;相对于现有纳米纤维素和生物质化学品生产技术,本发明实现了在低温下一锅法微纳米纤维素和生物质化学品的直接制备,为禾草类纤维材料制备微/纳米纤维素纤维和化学品工艺工业化应用提供可行性。
本发明为禾草类纤维材料高值化利用的无废物型生物质精炼模式提供了新的解决方案,生产过程未添加无毒无害的化学品,反映了绿色化学的新思路,对循环经济具有重要意义。
本发明通过利用低温下氧气辅助碱-醇/水体系制备微纳米纤维素纤维和生物质化学品,实现无废生物精炼,其工艺操作简单,切实可行,过程绿色环保,且同时实现了微纳米纤维素纤维和生物质化学品的制备和禾草类纤维材料的高值化利用,符合“生物质资源化利用”的理念。
附图说明
图1为实施例1的残留物(a)和600W超声30min所得纳米纤维素(b)的SEM图;
图2为实施例1的分离液(a)和对比例1的分离液(b)的GC-MS图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和化学品的工艺方法,包括以下步骤:
(1)大麻杆碱提预处理:将大麻杆、氢氧化钠溶液加入到带搅拌釜的不锈钢反应釜中进行碱抽提反应,其中大麻杆芯质量为1.5Kg,浓度质量分数10%的氢氧化钠溶液15L,反应温度50℃,反应时间2h,将反应后的大麻杆芯用蒸馏水洗涤至中性,风干后保存;
(2)微纳米纤维素和化学品的制备:取步骤(1)中碱提后的大麻杆芯80g、32g氢氧化钠、120mL乙醇、280mL去离子水充分混合均匀后置于1L的高压不锈钢瓶中,排空后通入分压为0.5MPa的氧气,然后从室温开始升温1h到120℃,保温时间2.5h进行反应,整个反应过程充氧2次,每次4min;
(3)将步骤(2)反应后的产物置于350目的浆袋中,放入水中充分搓洗,重复四次,进行第一次固液分离,得到固体残渣和透过浆袋的产物,将透过浆袋的产物在高速离心机中进行第二次的固液分离,离心分离时的转速为4000rpm,离心时间12min,得到残留物和分离液;
(4)将步骤(3)的残留物加水后置于带有超声探头的超声分散仪中,残留物占水的质量百分比为0.5wt%,在600W超声30min,得到纳米级别的球形纤维素;
(5)将步骤(3)的分离液衍生化后通过气相色谱-质谱联用仪测定液化产品组成,主要为木质素降解生成的丁香醛和香草醛,还有部分纤维素降解生成的小分子酸。
对比例1
将经过漂白去木素后的大麻杆替换实施例1的普通大麻杆,按照实施例1的方法处理后得到残留物和分离液。
图1为实施例1步骤(3)中残留物(图1a)和步骤(4)超声后的纳米纤维素颗粒(图1b)的SEM图,从图中可知,超声后得到的纤维素颗粒粒径更小更均匀,为纳米级。
图2实施例1的分离液(图2a)和对比例1的分离液(图2b)的GC-MS图,由图2可以看出,对比例1的分离液组成保留时间在10min之前,与图2a中相对应,在保留时间15min左右峰面积最大,为分离液中的主要液化产物。
表1为实施例1的液化程度,由表1可知,本实施例所得固体残渣得率为11.47%,可实现89.53%的液化率,其中为微纳米纤维素得率为34.5%。
表1
表2为实施例1中分离液中化学品的组成及含量,结合图2可以说明保留时间在10min中前的组成均为纤维素降解组成,而保留时间在10min以后的组成均为苯环衍生物,为木质素降解产物,其中丁香醛和香草醛为主要产物,含量约为25%。
表2
实施例2
一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和化学品的工艺方法,包括以下步骤:
(1)蔗渣碱提预处理:将蔗渣、氢氧化钠溶液加入到带搅拌釜的不锈钢反应釜中进行碱抽提反应,其中蔗渣质量为1.5Kg,浓度质量分数15%的氢氧化钠溶液7.5L,反应温度50℃,反应时间2h,将反应后的蔗渣用蒸馏水洗涤至中性,风干后保存;
(2)微纳米纤维素和化学品的制备:取步骤(1)中碱提后的蔗渣80g、48g氢氧化钠、360mL乙醇、440mL去离子水充分混合均匀后置于3L的高压不锈钢瓶中,排空后通入分压为0.6MPa的氧气,然后从室温开始升温1h到110℃,保温时间3h进行反应,整个反应过程充氧3次,每次2min;
(3)将步骤(2)反应后的产物置于350目的浆袋中,放入水中充分搓洗,重复四次,进行第一次固液分离,得到固体残渣和通过浆袋的产物,将通过浆袋的产物在高速离心机中进行第二次的固液分离,离心分离时的转速为6000rpm,离心时间8min,得到残留物和分离液;
(4)将步骤(3)的残留物加水后置于带有超声探头的超声分散仪中,残留物占水的质量百分比为5.0wt.%,1200W超声30min,得到纳米级别的球形纤维素;
(5)将步骤(3)中含化学品的分离液衍生化后通过GC-MS测定液化产品组成,主要为木质素降解生成的丁香醛和香草醛,还有部分纤维素降解生成的小分子酸。
实施例3
一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和化学品的工艺方法,包括以下步骤:
(1)蔗髓碱提预处理:将蔗渣、氢氧化钠溶液加入到带搅拌釜的不锈钢反应釜中进行碱抽提反应,其中蔗渣质量为1.5Kg,浓度质量分数5%的氢氧化钠溶液22.5L,反应温度50℃,反应时间2h,将反应后的蔗渣用蒸馏水洗涤至中性,风干后保存;
(2)微纳米纤维素和化学品的制备:取步骤(1)中碱提后的蔗渣80g、24g氢氧化钠、750mL乙醇、450mL去离子水充分混合均匀后置于5L的高压不锈钢瓶中,排空后通入分压为0.4MPa的氧气,充氧时间为5min,然后从室温开始升温1h到130℃,保温时间2h进行反应,整个反应过程充氧1次,每次5min;
(3)将步骤(2)反应后的产物置于350目的浆袋中,放入水中充分搓洗,重复四次,进行第一次固液分离,得到固体残渣和通过浆袋的产物,将通过浆袋的产物在高速离心机中进行第二次的固液分离,离心分离时的转速为5000rpm,离心时间10min,得到残留物和分离液;
(4)将步骤(3)的残留物加水后置于带有超声探头的超声分散仪中,残留物占水的质量百分比为2.0wt.%,在800W超声40min,得到纳米级别的球形纤维素;
(5)将步骤(3)中含化学品的液体衍生化后通过GC-MS测定液化产品组成,主要为木质素降解生成的丁香醛和香草醛,还有部分纤维素降解生成的小分子酸。
实施例4
一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和化学品的工艺方法,包括以下步骤:
(1)微纳米纤维素和化学品的制备:取大麻杆80g、32g氢氧化钠、120mL乙醇、280mL去离子水充分混合均匀后置于1L的高压不锈钢瓶中,排空后通入分压为0.5MPa的氧气,然后从室温开始升温1h到120℃,保温时间3h进行反应,整个反应过程充氧3次,每次2min;
(2)将步骤(1)反应后的产物置于350目的浆袋中,放入水中充分搓洗,重复四次,进行第一次固液分离,得到固体残渣和通过浆袋的产物,将通过浆袋的产物在高速离心机中进行第二次的固液分离,离心分离时的转速为4000rpm,离心时间12min,得到残留物和分离液;
(3)将步骤(2)的残留物加水后置于带有超声探头的超声分散仪中,残留物占水的质量百分比为0.5wt.%,在1200W超声30min,得到纳米级别的球形纤维素;
(4)将步骤(2)中含化学品的分离液衍生化后通过GC-MS测定液化产品组成,主要为木质素降解生成的丁香醛和香草醛,还有部分纤维素降解生成的小分子酸。
表3为实施例4未碱提大麻杆直接液化反应后的液化程度,由表3可知,本实施例所得固体残渣得率为44.13%,可实现55.87%的液化率,其中为微纳米纤维素得率为12.80%。
表3
实施例5
一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和化学品的工艺方法,包括以下步骤:
(1)微纳米纤维素和化学品的制备:取蔗渣80g、48g氢氧化钠、360mL乙醇、440mL去离子水充分混合均匀后置于1L的高压不锈钢瓶中,排空后通入分压为0.5MPa的氧气,然后从室温开始升温1h到130℃,保温时间1h进行反应,整个反应过程充氧2次,每次5min;
(2)将步骤(1)反应后的产物置于350目的浆袋中,放入水中充分搓洗,重复四次,进行第一次固液分离,得到固体残渣和通过浆袋的产物,将通过浆袋的产物在高速离心机中进行第二次的固液分离,离心分离时的转速为6000rpm,离心时间8min,得到残留物和分离液;
(3)将步骤(2)的残留物加水后置于带有超声探头的超声分散仪中,残留物占水的质量百分比为5.0wt.%,在600W超声60min,得到纳米级别的球形纤维素;
(4)将步骤(2)中含化学品的分离液衍生化后通过GC-MS测定液化产品组成,主要为木质素降解生成的丁香醛和香草醛,还有部分纤维素降解生成的小分子酸。
实施例6
一种氧气辅助碱-醇/水体系下禾草类纤维材料直接部分液化制备微纳米纤维素和化学品的工艺方法,包括以下步骤:
(1)微纳米纤维素和化学品的制备:取蔗髓80g、24g氢氧化钠、720mL乙醇、480mL去离子水充分混合均匀后置于1L的高压不锈钢瓶中,排空后通入分压为0.5MPa的氧气,然后从室温开始升温1h到110℃,保温时间3h进行反应,整个反应过程充氧2次,每次4min;
(2)将步骤(1)反应后的产物置于350目的浆袋中,放入水中充分搓洗,重复四次,进行第一次固液分离,得到固体残渣和通过浆袋的产物,将通过浆袋的产物在高速离心机中进行第二次的固液分离,离心分离时的转速为5000rpm,离心时间10min,得到残留物和分离液;
(3)将步骤(2)的残留物加水后置于带有超声探头的超声分散仪中,残留物占水的质量百分比为2.0wt.%,在800W超声40min,得到纳米级别的球形纤维素;
(4)将步骤(2)中含化学品的分离液衍生化后通过GC-MS测定液化产品组成,主要为木质素降解生成的丁香醛和香草醛,还有部分纤维素降解生成的小分子酸。
上述各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将禾草类纤维材料、氢氧化钠、乙醇、水进行混合,混合物在氧气气氛下进行反应,将反应后的产物置于350目的浆袋中,充分搓洗,得到残渣和透过浆袋的产物;
(2)步骤(1)透过浆袋的产物离心分离,得到残留物和分离液,残留物为微纳米纤维素,将残留物加水超声30~60min后得到含有纳米纤维素的样品;分离液中含小分子化学品,小分子化学品包括丁香醛、香草醛、小分子酸。
2.根据权利要求1所述禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法,其特征在于,步骤(1)禾草类纤维材料为禾草类纤维原料或碱处理之后的禾草类纤维材料,禾草类纤维原料为大麻杆、蔗渣、蔗髓,经过碱处理之后的禾草类纤维材料的制备方法为:将禾草类纤维原料与氢氧化钠溶液按照质量体积比Kg:L为1:5~15混合后,在50℃处理2小时,反应后洗涤至中性,干燥后保存;氢氧化钠溶液的质量分数为5~15%。
3.根据权利要求1所述禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法,其特征在于,步骤(1)氢氧化钠为禾草类纤维材料质量的30~60%,水和乙醇的总体积与禾草类纤维材料的体积质量比mL:g为5~15:1,乙醇占水和乙醇总体积的30~60%。
4.根据权利要求1所述禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法,其特征在于,步骤(1)氧气气氛的氧气压力为0.4~0.6MPa,在反应过程中充氧气1~3次,每次2~5min。
5.根据权利要求1所述禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法,其特征在于,步骤(1)反应温度为110~130℃,反应时间2~3h,从室温升温至反应温度的时间为1h。
6.根据权利要求1所述禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法,其特征在于,步骤(2)离心分离时的转速为4000~6000rpm,离心时间8~12min。
7.根据权利要求1所述禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法,其特征在于,步骤(2)超声时残留物占水的质量百分比为0.5~5.0%,超声功率为600~1200W。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210214980.XA CN114635304A (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210214980.XA CN114635304A (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114635304A true CN114635304A (zh) | 2022-06-17 |
Family
ID=81947895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210214980.XA Pending CN114635304A (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114635304A (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104119213A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-10-29 | 上海应用技术学院 | 一种香兰素的制备方法 |
CN104195199A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 华南理工大学 | 一种蔗渣纤维高值化的综合利用方法 |
CN104232705A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-24 | 东南大学 | 一种氢氧化钠耦合乙醇低温预处理木质纤维素的方法 |
CN108164407A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-06-15 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水相氧化生物质制备单酚、小分子有机酸和高纯度纤维素的方法 |
CN109797592A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-24 | 陕西科技大学 | 一种催化乙醇溶剂热分解分离麦草组分的方法 |
CN109942391A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-06-28 | 东南大学 | 一种催化氧解木质素制备含香草醛和丁香醛萃取液的方法 |
CN112227102A (zh) * | 2020-09-10 | 2021-01-15 | 昆明理工大学 | 一种微纳米纤维素纤维的制备方法 |
CN113502675A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-10-15 | 华南理工大学 | 一种温和绿色的含木质素纳米纤维素纤丝的制备方法及产物 |
-
2022
- 2022-03-04 CN CN202210214980.XA patent/CN114635304A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104119213A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-10-29 | 上海应用技术学院 | 一种香兰素的制备方法 |
CN104195199A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 华南理工大学 | 一种蔗渣纤维高值化的综合利用方法 |
CN104232705A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-24 | 东南大学 | 一种氢氧化钠耦合乙醇低温预处理木质纤维素的方法 |
CN108164407A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-06-15 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水相氧化生物质制备单酚、小分子有机酸和高纯度纤维素的方法 |
CN109797592A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-24 | 陕西科技大学 | 一种催化乙醇溶剂热分解分离麦草组分的方法 |
CN109942391A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-06-28 | 东南大学 | 一种催化氧解木质素制备含香草醛和丁香醛萃取液的方法 |
CN112227102A (zh) * | 2020-09-10 | 2021-01-15 | 昆明理工大学 | 一种微纳米纤维素纤维的制备方法 |
CN113502675A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-10-15 | 华南理工大学 | 一种温和绿色的含木质素纳米纤维素纤丝的制备方法及产物 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Beroual et al. | Physicochemical properties and thermal stability of microcrystalline cellulose isolated from esparto grass using different delignification approaches | |
Sundarraj et al. | A review on cellulose and its utilization from agro-industrial waste | |
CN101463091B (zh) | 秸秆羧甲基化组分分离及制备秸秆羧甲基纤维素的方法 | |
Cao et al. | Morphological and chemical characterization of green bamboo (Dendrocalamopsis oldhami (Munro) Keng f.) for dissolving pulp production | |
CN110080027B (zh) | 一种玉米秸秆全秆化学机械法制浆工艺 | |
CN111395025A (zh) | 一种木质纤维素生物质综合利用方法 | |
CN107602709A (zh) | 一种羧甲基纳米纤维素材料清洁化制备方法 | |
CN106917309A (zh) | 一种玉米秸穰纤维素速成膜的制备方法 | |
Yang et al. | Impact of dimethyl sulfoxide treatment on morphology and characteristics of nanofibrillated cellulose isolated from corn husks | |
CN107190546B (zh) | 一种利用油茶果壳制备高长径比的纳米纤丝纤维素的方法 | |
Mantovan et al. | Cellulose-based materials from orange bagasse employing environmentally friendly approaches | |
Wang et al. | Manufacture of dissolving pulps from cornstalk by novel method coupling steam explosion and mechanical carding fractionation | |
Li et al. | Improved chemical reactivity of lignocellulose from high solids content micro-fibrillation by twin-screw extrusion | |
CN111472186B (zh) | 一种水热预处理制备优质农作物秸秆溶解浆的方法 | |
Worku et al. | Isolation and characterization of natural cellulose from Oxytenanthera abyssinica (Lowland Ethiopian Bamboo) using alkali peroxide bleaching stages followed by aqueous chlorite in buffer solution | |
Ajayo et al. | High yield of fermentable sugar from paper mulberry woods using phosphoric acid plus hydrogen peroxide pretreatment: Multifactorial investigation and optimization | |
Megashah et al. | Characteristics of cellulose from oil palm mesocarp fibres extracted by multi-step pretreatment methods | |
Assefa et al. | Valorization of abundantly available ethiopian teff (eragrostis tef) straw for the isolation of cellulose fibrils by alkaline hydrogen peroxide treatment method | |
CN114635304A (zh) | 一种禾草类纤维材料直接制备微纳米纤维素的方法 | |
CN112709090A (zh) | 一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法 | |
CN101067286A (zh) | 一种用于造纸的纸浆的制造方法 | |
Zhang et al. | Mechanical and Physical Properties of Regenerated Biomass Composite Films from Lignocellulosic Materials in Ionic Liquid. | |
Wang et al. | Pretreating luffa sponge (Luffa cylindrica L.) with concentrated phosphoric acid and subsequent enzymatic saccharification | |
Hongzhang et al. | Clean production technology of integrated pretreatment for lignocellulose | |
Toma et al. | Comparison between lignin extraction by alkaline and ultrasound-assisted alkaline treatment from oil palm empty fruit bunch |
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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220617 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |