專利名稱：一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法。
背景技術(shù)：
隨著日益嚴(yán)重的石油危機和環(huán)境污染，人們越來越重視可再生資源生物質(zhì)的開發(fā)和利用。木質(zhì)素廣泛存在于大部分陸地植物木質(zhì)部中，是構(gòu)成植物骨架的主要成分(約占 15% 36%)。木質(zhì)素是由苯基丙烷類結(jié)構(gòu)單元通過碳-碳鍵和醚鍵連接而成的三維高分子化合物，是能從天然中獲得芳烴的唯一原料。作為總量僅次于纖維素和甲殼素的天然高分子化合物，木質(zhì)素卻至今沒有廣泛地利用。木質(zhì)素是一種聚集體，結(jié)構(gòu)中存在許多極性基團(tuán)，尤其是較多羥基，造成了很強的分子內(nèi)和分子間的氫鍵，因此天然木質(zhì)素不溶于水和任何溶劑。溶劑的溶解性參數(shù)和形成氫鍵能力等因素影響木質(zhì)素在溶劑中溶解。利用酶解和有機溶劑法等分離的木質(zhì)素可溶于堿液和有機溶劑中，如乙酰溴、六氟丙醇、二氧六環(huán)、批啶、甲醇、乙醇和丙酮等。利用這些有機溶劑溶解木質(zhì)素后，可進(jìn)行木質(zhì)素的改性和材料加工。因此，木質(zhì)素溶解是實現(xiàn)其高值化利用的必需的第一步。室溫離子液體是在室溫或室溫附近呈液態(tài)的離子化合物，也被稱為低溫熔融鹽， 是極具應(yīng)用前景的環(huán)境友好型溶劑，其蒸汽壓低，不易揮發(fā)。研究發(fā)現(xiàn)功能化設(shè)計的咪唑基離子液體具有溶解木質(zhì)素的能力，其陰離子分別為氯離子(Cr)、溴離子(Br—)、醋酸根離子(0Ac_)、甲基硫酸根離子(MeSCV)等。所用的都是純離子液體，水含量不能高于5%。目前利用有機溶劑溶解木質(zhì)素的方法在使用中會造成環(huán)境污染，而利用綠色溶劑離子液體溶解的方法由于溶劑價格高制約著其實際應(yīng)用。因此，需要發(fā)展出一種溶解木質(zhì)素的新方法，以便于其進(jìn)一步化學(xué)加工和材料制備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有木質(zhì)素溶解方法存在的不足之處，公開了一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法。本發(fā)明所采用的混合溶劑是離子液體與水的混合物，其中水的重量百分比為5 60%，使用的離子液體組成為A+B—。陽離子A+為咪唑類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法，其特征在于具體溶解步驟為將木質(zhì)素與混合溶劑一起加入帶有冷卻裝置的常壓釜中升溫至40°C 100°C，攪拌速度300rpm/min，保持0. 5 2小時，木質(zhì)素溶解在混合溶劑中，木質(zhì)素在混合溶劑中的溶解度為 2 12g/100g;上述混合溶劑為離子液體與水的混合物，其中水的重量百分比為5 60% ；所用的離子液體組成為A+B—，其中，陽離子A+為咪唑類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為取代基R1和&分別為碳原子數(shù)1 10的烷烴或烯烴類有機基團(tuán)，陰離子B—為鹵素離子或醋酸根離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法，其特征在于所用的混合溶劑為離子液體與水的混合物，其中水的重量百分比優(yōu)選為40 60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法，其特征在于所用的混合溶劑為離子液體與水的混合物，其中水的重量百分比優(yōu)選為40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法，其特征在于木質(zhì)素溶解在混合溶劑中后，向溶液中加入析出劑，經(jīng)攪拌，木質(zhì)素析出并沉淀，過濾后得到的離子液體可以循環(huán)使用，所用的析出劑為水、乙醇、丙酮或苯乙醇=1 2,V/ V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法，其特征在于所用的木質(zhì)素原料包括有機溶劑木質(zhì)素和酶水解木質(zhì)素。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用基于離子液體的混合溶劑溶解木質(zhì)素的方法，該混合溶劑為離子液體與水的混合物，其中水的重量百分比為5～60％。其制備方法是將木質(zhì)素與混合溶劑一起加入帶有冷卻裝置常壓釜中，升溫至40℃～100℃，攪拌速度300rpm/min，保持0.5～2小時，使木質(zhì)素溶解在混合溶劑中；向木質(zhì)素溶液中加入析出劑后，木質(zhì)素析出并沉淀，過濾后得到的溶劑可以循環(huán)使用。木質(zhì)素在該混合溶劑中的溶解度為2～12g/100g。該混合溶劑可以作為反應(yīng)介質(zhì)在木質(zhì)素的進(jìn)一步化學(xué)加工生成化學(xué)品和材料的過程中使用，不含揮發(fā)性有機溶劑，水的加入減少了離子液體的用量，降低了原料成本，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號C08L97/00GK102492154SQ20111035997
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者平清偉, 李坤蘭, 杜靜, 王少君, 謝東芳, 馬英沖, 魏立綱 申請人:大連工業(yè)大學(xué)