CN115176054A - 改性硫酸及其用途 - Google Patents

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Abstract

一种含水组合物，其包含：硫酸；包含胺部分的化合物；包含磺酸部分的化合物；和过氧化物。所述组合物能够使生物质脱木质素。

Description

改性硫酸及其用途
技术领域
本发明涉及一种可用于通过例如但不限于生物质的脱木质素作为一个广泛的实例的氧化作用，来分解有机材料例如生物质的方法和组合物。更具体地，本发明涉及一种用于在比目前进行硫酸盐工艺(kraft process)的条件更优化的条件下进行此类分解的方法和组合物。
背景技术
造纸的第一步也是最耗能的一步是生产纸浆。尽管含水，但是用于制造纸浆的木材和其他植物材料含有三种主要成分：纤维素纤维；木质素；和半纤维素。制浆的主要目的是将纤维与木质素分离。木质素是一种三维聚合物，其形象地充当了一种砂浆(mortar)，将植物中的所有纤维结合(hold)在一起。木质素在成品纸浆中的存在是不期望的，并且对成品没有任何作用。制浆木材是指将纤维来源的大块结构(bulk structure)，无论是木片、茎还是其他植物部分，分解成组成纤维(constituent fiber)。当涉及造纸时，纤维素纤维是最期望的成分。半纤维素是一种较短的支链碳水化合物聚合物，由各种糖单体组成，形成无规无定形聚合物结构。成品纸浆中半纤维素的存在对纸张硬度的影响不如纤维素那么重要。生物质转化也是如此。挑战是相似的。只是期望的结果不同。生物质转化将进一步分解为单糖(monocarbohydrate)，这是期望的结果，而纸浆和造纸工艺通常在木质素溶解后立即停止。
制备木浆或木质生物质有两种主要方法：机械处理和化学处理。机械处理或制浆通常包括将木片(wood chip)物理地撕开，从而将纤维素纤维尽力撕裂以将它们彼此分开。这种方法的缺点包括：纤维素纤维断裂或损坏，从而使纤维变短；以及纤维素纤维上的木质素污染或残余物，从而向最终产品中引入或留下杂质。由于需要高压、腐蚀性化学物质和热量，这一过程还消耗大量的能量，并且是资本密集型的(capital intensive)。化学制浆包括多种方法或工艺。这些通常集中在将木质素和半纤维素降解成水溶性分子。这些当时降解的组分通过洗涤纤维素纤维而从纤维素纤维中分离出来，而不会损坏纤维素纤维。化学工艺目前也是能源密集型的，因为通常需要大量的热量；并且在许多情况下，还需要搅拌或机械干预，从而使工艺低效并且增加了工艺的成本。
存在将制浆的化学方面与制浆的机械方面在不同程度上结合的制浆或处理方法。仅举几例，必须考虑的包括热机械制浆(通常也称为TMP)和化学热机械制浆(CTMP)。通过选择每种常规制浆方法提供的优点，处理被设计成旨在减少制浆处理的机械方面所需的能量。这也会直接影响经受这些组合制浆处理的纤维的强度或拉伸强度的降低。通常，这些方法包括缩短的化学处理(与传统的专用化学制浆相比)，然后通常进行机械处理以分离纤维。
制造用于造纸的纸浆的最常见的工艺是硫酸盐工艺。在硫酸盐工艺中，木片被转化成几乎完全是纯纤维素纤维的木浆。多步硫酸盐工艺包括第一步，用化学溶液浸渍/处理木片。这是通过浸泡木片，然后用蒸汽预热它们来完成的。此步骤使木片膨胀，排出其中的空气，并用液体代替空气。这产生黑液(black liquor)，黑液是硫酸盐工艺的副产品。它含有水、木质素残渣、半纤维素和无机化学物质。白液(white liquor)是一种包含氢氧化钠和硫化钠的强碱性溶液。一旦将木片浸泡在各种化学溶液中，它们就会被蒸煮(cooking)。为了在木片中实现脱木质素，在高达176℃的温度下进行几个小时的蒸煮。在这些温度下，木质素降解产生水溶性碎片。剩余的纤维素纤维在蒸煮步骤后被收集和洗涤。
美国专利第5,080,756号教导了一种改进的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于将含有有机物的废浓硫酸组合物加入到硫酸盐法回收系统中，以提供总硫含量丰富的混合物，该混合物在回收炉中经受脱水、热解和还原。硫酸组合物中的有机物作为热能的来源是特别有益的，其能够容易地保持高热量水平，以促进在炉中发生的氧化和还原反应，从而使得形成用于制备适合制浆的蒸煮液的硫化物。
卡罗酸，也称为过氧单硫酸(H2SO5)，是已知的最强氧化剂之一。有几种已知的制备卡罗酸的反应，但是最直接的反应之一涉及硫酸(H2SO4)与过氧化氢(H2O2)之间的反应。用这种方法制备卡罗酸可以在进一步的反应中产生单过硫酸钾(PMPS)，单过硫酸钾是一种有价值的漂白剂和氧化剂。虽然卡罗酸有几种已知的有用的应用，但值得注意的是它在木材脱木质素中的应用。
生物燃料生产是硫酸盐工艺的另一个潜在应用。目前生物燃料生产的缺点之一是，它需要使用食品级植物部分(如种子)，以便以合理有效的工艺将碳水化合物转化为燃料。通过在硫酸盐工艺中使用非食品级生物质，可以从纤维素纤维中获得碳水化合物；然而，用于脱木质素的硫酸盐工艺的能量密集的性质使其成为商业上不太可行的选择。为了建立基于植物的化学资源循环，非常需要能够利用不与人类食物生产竞争的基于植物的原料的节能工艺。
虽然硫酸盐法制浆工艺是世界上最广泛使用的化学制浆工艺，但是它非常耗能并且具有其他缺点，例如，在纸浆生产厂周围散发出大量的气味，或者在许多纸浆和纸张生产管辖区中受到高度管制的一般排放物。鉴于当前的环境挑战、经济挑战和气候变化，以及正在实施的排放费，非常期望优化当前的制浆工艺。以提供至少线性质量(linear quality)的纤维，而在其生产过程中不会对环境造成当前的实质性损害。因此，仍然需要一种能够在相对于目前使用的物质而言在降低的温度和压力下对木质物质进行脱木质素，而无需任何额外的资本支出的组合物。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种含水酸性组合物(aqueous acidiccomposition)，其包含：
硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；和
过氧化物。
根据本发明的一个方面，提供了一种含水酸性组合物，其包含：
硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；并且
其中硫酸和所述包含胺部分的化合物以及所述包含磺酸部分的化合物以不小于1:1:1的摩尔比存在。
优选地，硫酸和所述包含胺部分的化合物以及所述包含磺酸部分的化合物以28:1:1至2:1:1的摩尔比存在。更优选地，硫酸和所述包含胺部分的化合物以及所述包含磺酸部分的化合物以24:1:1至3:1:1的摩尔比存在。优选地，硫酸和所述包含胺部分的化合物以及所述包含磺酸部分的化合物以20:1:1至4:1:1的摩尔比存在。更优选地，硫酸和所述包含胺部分的化合物以及所述包含磺酸部分的化合物以16:1:1至5:1:1的摩尔比存在。根据本发明的优选实施方案，硫酸和所述包含胺部分的化合物以及所述包含磺酸部分的化合物以12:1:1至6:1:1的摩尔比存在。
根据本发明的优选实施方案，所述包含胺部分的化合物和所述包含磺酸部分的化合物以2:1至1:2的摩尔比存在。
根据本发明的另一个优选实施方案，所述包含胺部分的化合物和所述包含磺酸部分的化合物以3:1至1:3的摩尔比存在。
根据本发明的优选实施方案，所述包含胺部分的化合物和所述包含磺酸部分的化合物以4:1至1:4的摩尔比存在。
根据本发明的优选实施方案，所述包含胺部分的化合物和所述包含磺酸部分的化合物以5:1至1:5的摩尔比存在。
还优选地，所述包含胺部分的化合物的分子量低于300g/mol。还优选地，所述包含胺部分的化合物的分子量低于150g/mol。更优选地，所述包含胺部分的化合物是伯胺。甚至更优选地，所述包含胺部分的化合物是链烷醇胺。甚至更优选地，所述包含胺部分的化合物是叔胺。
根据本发明的优选实施方案，链烷醇胺选自：单乙醇胺；二乙醇胺；三乙醇胺；和它们的组合。优选地，链烷醇胺是三乙醇胺。
根据本发明的优选实施方案，包含磺酸部分的化合物选自：其中烷基在C1-C6范围内并且是直链或支链的烷基磺酸；和它们的组合。优选地，所述包含磺酸部分的化合物选自：甲磺酸；乙磺酸；丙磺酸；2-丙磺酸；异丁基磺酸；叔丁基磺酸；丁磺酸；异戊基磺酸；叔戊基磺酸；戊磺酸；叔丁基己磺酸；和它们的组合。更优选地，所述包含磺酸部分的化合物是甲磺酸。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于生物质如木材脱木质素的含水组合物，其中所述组合物包含：
硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；和
过氧化物。
其中硫酸、包含胺部分的化合物；和包含磺酸部分的化合物以2:1:1至30:1:1的摩尔比存在。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于分解生物质来源(即植物来源)的纤维素的含水组合物，其中所述组合物包含：
占组合物的总重量的20重量％-70重量％的硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；和
过氧化物；
其中硫酸、包含胺部分的化合物；和包含磺酸部分的化合物以2:1:1至30:1:1的摩尔比存在。
优选地，过氧化物是过氧化氢。
根据本发明的一个方面，提供了一种生物质/植物材料的脱木质素方法，所述方法包括：
提供包含纤维素纤维和木质素的所述植物材料；
将所述植物材料暴露于一种组合物持续足以基本上除去所述植物材料上存在的所有木质素的时间，该组合物包含：
占组合物的总重量的20重量％-70重量％的硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物。
优选地，该组合物进一步包含过氧化物。
优选地，包含磺酸部分的化合物选自：其中烷基在C1-C6范围内并且是直链或支链的烷基磺酸；和它们的组合。优选地，所述包含磺酸部分的化合物选自：甲磺酸；乙磺酸；丙磺酸；2-丙磺酸；异丁基磺酸；叔丁基磺酸；丁磺酸；异戊基磺酸；叔戊基磺酸；戊磺酸；叔丁基己磺酸；和它们的组合。更优选地，所述包含磺酸部分的化合物是甲磺酸。
优选地，所述包含胺部分的化合物的分子量低于300g/mol。
更优选地，所述包含胺部分的化合物的分子量低于150g/mol。根据本发明的优选实施方案，组合物的pH值小于1。根据本发明的另一个优选实施方案，组合物的pH值小于0.5。
发明人已经发现，生物质如木材/木质纸浆(例如，但不限于木片)的脱木质素可以在比常规硫酸盐法制浆工艺中使用的温度低得多的温度下进行。事实上，在室温下用根据本发明的优选组合物进行的实验显示降解木片中存在的木质素以释放纤维素纤维。根据本发明方法的优选实施方案，当木材样品暴露于根据本发明优选实施方案的组合物时，其在30℃下溶解。根据本发明的优选实施方案，通过应用涉及本发明优选组合物的方法，可以显著降低目前纸浆脱木质素中涉及的能量投入成本。
附图说明
结合附图考虑以下对本发明的各种实施例的描述，可以更全面地理解本发明，其中：
图1是木片在根据本发明的组合物中溶解的照片，其中经过的时间为1分钟；
图2是木片在根据本发明的组合物中溶解的照片，其中经过的时间是24小时。
具体实施方式
使用根据本发明优选实施方案的含水酸性组合物进行的实验表明，木片可以在受控的反应条件下经历脱木质素作用，并消除或至少最小化纤维素的降解。降解被理解为意指纤维素变黑或碳化(转化为炭黑)，这象征着对纤维素的不受控制的酸侵蚀及其染色(staining)。
优选地，包含胺部分的化合物和包含磺酸部分的化合物以1:1的比例存在。在硫酸存在的情况下，似乎存在化合物的配位作用，起到改性硫酸的作用。在这方面，人们认为磺酸基团和胺基的存在形成了这种改性酸的一部分。改性酸的强度取决于硫酸的摩尔数与包含胺部分的化合物和包含磺酸部分的化合物的摩尔数之比。因此，硫酸：含胺部分的化合物：含磺酸部分的化合物的摩尔比为6:1:1的组合物比相同组分的摩尔比为28:1:1的组合物的反应性低得多。还注意到，包含胺部分的化合物和包含磺酸部分的化合物之间的比例可以在0.5:1至2:1之间变化，而对整个组合物的反应性没有显著影响，即在硫酸存在下放入(put)时。
当使用根据本发明优选实施方案的组合物对木材进行脱木质素时，该过程工艺可以在比常规硫酸盐法制浆工艺中使用的温度低得多的温度下进行。优点是显著的，这里仅举几例：硫酸盐法制浆工艺需要约176℃-180℃的温度来进行脱木质素过程，根据本发明的方法的一个优选实施方案可以在低得多的温度下，甚至低至20℃对木材进行脱木质素。根据本发明的优选实施方案，木材的脱木质素可以在低至0℃的温度下进行。根据本发明的优选实施方案，木材的脱木质素可以在低至10℃的温度下进行。根据本发明的优选实施方案，木材的脱木质素可以在低至30℃的温度下进行。根据本发明的另一个优选实施方案，木材的脱木质素可以在低至40℃的温度下进行。根据本发明的另一个优选实施方案，木材的脱木质素可以在低至50℃的温度下进行。根据本发明的另一个优选实施方案，木材的脱木质素可以在低至60℃的温度下进行。其他优点包括：较低的能量投入；减少排放和资本支出；减少维护；降低关闭(shut down)/周转成本；与常规硫酸盐法制浆组合物相比，还有HSE优势。
在上述每一个优选的实施方案中，实施这些工艺的温度显著低于目前能量密集的硫酸盐工艺。
此外，硫酸盐工艺使用高压来进行木材的脱木质素，这最初是资本密集型的、危险的、维护昂贵的，并且具有高的相关周转成本。根据本发明的优选实施方案，木材的脱木质素可以在大气压下进行。这反过来又避免了对高度专业化和昂贵的工业设备如压力容器/消化器的需求。它还允许在世界上的许多地区实施脱木质素装置(delignificationunit)，在这些地区，由于各种原因，实施硫酸盐法工厂以前是不可行的。
根据本发明优选实施方案的工艺相对于常规硫酸盐工艺的一些优点是显著的，因为后者的热量/能量需求不仅是一个巨大的污染源，而且在很大程度上是所得纸浆产品如此昂贵并具有高初始资本需求的原因。在实施根据本发明优选实施方案的方法中的能量节约将反映在较低价格的纸浆和环境效益中，这将对所有人产生直接影响和长期的多代效益。
在根据本发明的优选实施方案的方法的全部或部分实施中，可以在没有或最小化对高温高压纸浆蒸煮器的操作的限制性规定的情况下进一步成本节约。
实验#1
测试了根据本发明的组合物的优选实施方案，以确定其对木片进行脱木质素的能力。
使用约0.2g木材和约20g溶液完成实验。在30℃的温度下以200rpm的速度搅拌混合物。
图1和图2示出了在根据本发明优选实施方案的组合物存在下两种木片的溶解。根据所述优选实施方案的组合物包含比例为6:1:1的硫酸、单乙醇胺和甲磺酸。值得一提的是，该溶液在1分钟后仍然澄清(见图1)。硫酸组合物已经显示出变色(discoloration)的迹象，这表明纤维素降解为炭黑。事实上，在长达24小时的整个实验过程中，溶液保持清澈(见图2)。24小时后，该溶液已经成功溶解了木片中存在的所有木质素，同时保持结晶纤维素束(packets of crystalline cellulose)完整(或基本完整)。这是温和氧化组合物的证据，该组合物专门针对木质素，同时不伤害纤维素。
上述实验清楚地表明，根据本发明的优选组合物不仅提供了足够的溶解酸来使植物材料脱木质素，而且在控制纤维素材料最终降解为炭黑残余物方面也是有益的，从而可能为操作者带来更高的产量，从而增加了收益，同时减少了排放以及对员工、承包商和公众的风险。
额外的脱木质素实验
将硫酸、甲磺酸(MSA)、三乙醇胺(TEOA)和过氧化氢以增加的MSA浓度和增加的TEOA浓度混合，并在环境条件下与生物质(木片)反应过夜，以评价摩尔比的变化对反应程度的影响。对仅添加硫酸盐木质素(kraft lignin)或仅添加纤维素而非生物质的相应混合物进行对照试验。使用商购可得的木质素(Sigma-Aldrich；木质素，硫酸盐(kraft)；产品编号#471003)在测试中作为对照。也使用商品纤维素(Sigma-Aldrich；纤维素，纤维(中(medium))；产品编号#C6288)在测试中作为对照。
在20小时反应时间后，滤出每种混合物的固相，用水冲洗，并在45℃烘箱中干燥至恒重。有效的混合应溶解所有木质素，并尽可能完整地保留纤维素。实验结果报告在下表1中。
表1-20小时反应时间后的固体回收率(初始质量的％)
Figure BDA0003807042420000091
硫酸(使用96％的浓度)：MSA：TEOA：过氧化氢(30％溶液)的比例为28:1:1:28的混合物导致木材和纤维素的质量回收率为43％。这表明酸/过氧化物混合物腐蚀性太强，解聚了过多的纤维素。没有木质素可以被回收，这是所需要的结果。当MSA/TEOA的缓凝剂混合物的浓度增加到酸和过氧化物浓度的十分之一时，所有的木质素仍然被解聚到足以进入溶液中。然而，纤维素不再受到那么多的侵蚀(attacked)。用这种混合物可以回收89％的纤维素。将阻滞剂(retardant)的浓度增加到酸/过氧化物浓度的一半会将生物质的消化减慢到非常不理想的程度。可以回收木材质量的55％和纤维素质量的92％，但是还有22％的质量的木质素没有进入溶液。
使用摩尔比为10:1:1:10的H2SO4:TEOA:MSA:H2O2的混合物进行批处理
为了放大(scale up)前文讨论的组合物和方法，进行了批处理。对于批处理的准备，将3,409g硫酸(93％)放入大型玻璃反应器(10l)中，并加入444g甲磺酸(70％)和482g三乙醇胺。混合物以100RPM的速度搅拌。然后将3,665g过氧化氢溶液(29％)缓慢加入(超过1至1.5小时)到改性酸中。冷却反应器以散发所产生的热量，使得混合物的温度不超过40℃。加入过氧化氢后，使反应器系统平衡至环境温度(30分钟)。摩尔混合比(按添加顺序)为10:1:1:10。将400g未粉碎的刨花(锯屑)缓慢加入反应器中。监测温度上升。当反应器温度达到55℃时，将反应器冷却至26℃的温度。此后，不再需要冷却。使反应进行20小时，然后将反应混合物转移到具有20μm聚四氟乙烯过滤片的过滤系统中。弃去滤液，并用12l水洗涤剩余的滤饼，直到流出液的pH值达到约6。将滤饼在烘箱中干燥(45℃)过夜。与添加的生物质相比，纤维素产率(yield)为43.2％。
所得纤维素的碳氢化合物含量经测定为94.4％，接近用作对比的Sigma-Aldrich纤维素批号#WXBC9745V–95.7％标准。含水量测定为1.70％，接近用作比较的Sigma-Aldrich纤维素批号#WXBC9745V–3％标准。Kappa#＝0，这意味着样品中没有剩余木质素。对样品进行X-射线衍射，表明表观结晶度为58.2％，这与我们先前测试的数值一致，并且测得来自Aldrich的商品纤维素为62.9％。进行了扫描电子显微镜显示材料的纤维含量非常高。
从木浆生产葡萄糖的方法将代表较之当前工艺的显著进步，在当前工艺中，这种转化是化学和能源密集型的、昂贵的、排放密集型的和危险的，同时不会产生高效的结果，特别是在大规模操作中。希望使用一种组合物，该组合物可以使木材脱木质素，但也允许操作者进行一些控制，以便保留纤维素而不是将其降解成炭黑，从而产生更高的效率和产量，同时增加安全性并降低总成本。
根据本发明方法的一个优选实施方案，可以实现木质素的分离，并且可以进一步加工所得纤维素纤维以产生葡萄糖单体。葡萄糖化学物(glucose chemistry)具有多种用途，包括在广泛使用的化学品的制备中作为起始物(starting block)，仅举几例，化学品包括但不限于二缩丙酮(diacetonide)、二硫缩醛、葡糖苷、葡萄糖毒醛(glucal)和羟基葡萄糖毒醛(hydroxyglucal)。
根据本发明的另一个优选实施方案，组合物可用于通过氧化来分解有机材料，例如那些用于水处理、水净化和/或水脱盐的材料。这方面的一个实例是去除(即破坏)过滤膜上的藻类。由于这种膜可能非常昂贵，因此必须尽可能长时间使用。然而，考虑到随着时间的推移去除积累在膜上的有机物的难度，因此需要新的方法来有效地去除有机物，并尽可能减少对膜的损害。无机酸太强，虽然它们可以去除有机物，但会损坏过滤膜。本发明的优选组合物解决了这个问题，因为它比无机酸的腐蚀性更小，因此可以用更温和的方法除去有机污染物，从而保护膜。
尽管为了清楚和理解的目的，已经相当详细地描述了前述发明，但是相关领域的技术人员将会理解，一旦他们熟悉了本发明，在不脱离所附权利要求中的本发明的真实范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (21)

1.一种含水酸性组合物，其包含：
硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；和
过氧化物。
2.一种含水酸性组合物，其包含：
硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；并且
其中硫酸和所述包含胺部分的化合物以及所述包含磺酸部分的化合物以不小于1:1:1的摩尔比存在。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中硫酸、所述包含胺部分的化合物和所述包含磺酸部分的化合物以28:1:1至2:1:1的摩尔比存在。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述包含胺部分的化合物的分子量低于300g/mol。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述包含胺部分的化合物是伯胺。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述包含胺部分的化合物是链烷醇胺。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述包含胺部分的化合物是叔胺。
8.根据权利要求6所述的组合物，其中所述链烷醇胺选自：单乙醇胺；二乙醇胺；三乙醇胺；和它们的组合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述链烷醇胺是三乙醇胺。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的组合物，其中所述包含磺酸部分的化合物选自烷基磺酸及其组合。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述烷基磺酸选自：其中烷基在C1-C6范围内并且是直链或支链的烷基磺酸；和它们的组合。
12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述烷基磺酸选自：甲磺酸；乙磺酸；丙磺酸；2-丙磺酸；异丁基磺酸；叔丁基磺酸；丁磺酸；异戊基磺酸；叔戊基磺酸；戊磺酸；叔丁基己磺酸；和它们的组合。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的组合物，其中所述包含磺酸部分的化合物是甲磺酸。
14.一种用于木材脱木质素的含水组合物，其中所述组合物包含：
硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；和
过氧化物；
其中所述硫酸、所述包含胺部分的化合物；和所述包含磺酸部分的化合物以2:1:1至28:1:1的摩尔比存在。
15.一种用于加工和解聚来自植物来源的纤维素的含水组合物用途，其中所述组合物包含：
占所述组合物的总重量的20重量％-70重量％的硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；和
过氧化物；
其中所述硫酸、所述包含胺部分的化合物；和所述包含磺酸部分的化合物以2:1:1至28:1:1的摩尔比存在。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的组合物，其中所述过氧化物是过氧化氢。
17.植物材料脱木质素的方法，所述方法包括：
提供包含纤维素纤维和木质素的所述植物材料；
将所述植物材料暴露于一种组合物，持续足以基本上除去所述植物材料上存在的所有木质素的时间，所述组合物包含：
占所述组合物的总重量的20重量％-70重量％的硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述包含磺酸部分的化合物选自：甲磺酸；乙磺酸；丙磺酸；丁磺酸；戊磺酸；己磺酸；和它们的组合。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述包含胺部分的化合物的分子量低于300g/mol。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含过氧化物。
21.一种含水酸性组合物，其包含：
硫酸；
包含胺部分的化合物；
包含磺酸部分的化合物；和
过氧化物；
其中所述包含胺部分的化合物和所述包含磺酸部分的化合物以2:1至1:2的摩尔比存在。
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