一種森林凋落物的液化方法
【專利摘要】一種森林凋落物的液化方法，屬于生物工程【技術(shù)領(lǐng)域】。其特征在于包括以下步驟：1）收集野外自然凋落的樹葉為材料，烘干后粉碎，同溫度下再次烘得凋落物粉末；2）苯酚置于50-80℃的水浴中加熱10-21min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在85-110℃，然后加入凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加濃硝酸和雙氧水，攪拌50-75min直至液體變成暗紅色液體，再加入十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱；3）將液體冷卻至室溫，即得凋落物液化液。該一種森林凋落物的液化方法，其液化成本低、簡(jiǎn)便易行，準(zhǔn)確可靠且能有效液化森林凋落物。
【專利說明】一種森林凋落物的液化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種森林凋落物的液化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]森林凋落物是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物組分產(chǎn)生并歸還到林地表面，作為分解者的物質(zhì)和能量來源，借以維持生態(tài)系統(tǒng)功能的所有有機(jī)物質(zhì)的總稱。森林凋落物是森林植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中新陳代謝的產(chǎn)物，在森林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)中起著重要作用。目前，如何加速凋落物的分解，或者是提高凋落物的利用率，越來越弓I起林學(xué)家、生態(tài)學(xué)家以及森林經(jīng)營工作者的重視。
[0003]生物材料的液化正是充分挖掘天然原料潛在價(jià)值的一個(gè)有效途徑，得到了各國和各科研部門的重視，也取得了一系列卓有成效的成果。簡(jiǎn)單地說，生物材料液化是指在某些有機(jī)物或催化劑的存在，以及加壓或常壓條件下，將生物材料轉(zhuǎn)化為液體的熱化學(xué)過程。目前，液化方法大體上可分為熱法、熱化學(xué)法、化學(xué)水解法和生物法。通過液化，可使木質(zhì)生物材料轉(zhuǎn)化為醇類、可燃性油或其它帶有特定官能團(tuán)的化合物，從而為新產(chǎn)品的開發(fā)提供相關(guān)的原料。人們?cè)缭?0世紀(jì)50年代就已考慮用木質(zhì)纖維原料生產(chǎn)燃料和化工原料，但僅限于使用純粹的熱方法。到了 20世紀(jì)70年代石油危機(jī)時(shí)，人們對(duì)植物能源的興趣增加到前所未有的程度，有關(guān)木質(zhì)纖維原料液化的報(bào)道大量出現(xiàn)，甚至還建成了一些試驗(yàn)性的用植物原料生產(chǎn)石油的工廠，但因生產(chǎn)成本較高，均未能大規(guī)模生產(chǎn)。目前，木質(zhì)生物材料的液化方法大體上主要有以下幾類:苯酚作為液化試劑、多元醇作為液化試劑、環(huán)碳酸鹽作為液化劑。據(jù)報(bào)道，日本森林綜合研究所于1991開始對(duì)速生樹種進(jìn)行可溶化處理，開發(fā)功能性樹脂的研究，經(jīng)苯酚化的液化反應(yīng)物添加甲醛水使之木脂化，再添加硬化劑、填充劑等制成膠粘劑，其性能能達(dá)到或超過日本JIS標(biāo)準(zhǔn)。但目前由于各方面的原因，木材液化產(chǎn)物還沒得到充分利用，其商品化和產(chǎn)業(yè)化還存在很多問題。
[0004]液化可將農(nóng)林廢棄物、木材加工剩余物等木質(zhì)生物材料轉(zhuǎn)化為能源材料、化工原料等，從而變廢為寶，提高利用價(jià)值，也是這些資源綜合利用的一個(gè)有效途徑。但目前，由于木質(zhì)生物材料化學(xué)組分的多樣性、液化反應(yīng)過程的復(fù)雜性，以及液化產(chǎn)物分離、表征的艱巨性，在不同生物材料化學(xué)組份的液化機(jī)理、液化中間產(chǎn)物的控制、液化方法、液化產(chǎn)物的性質(zhì)和利用等方面還需要進(jìn)一步深入研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供一種森林凋落物的液化方法的技術(shù)方案，其液化成本低、簡(jiǎn)便易行，準(zhǔn)確可靠且能有效液化森林凋落物。
[0006]所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于包括以下步驟:
1)收集野外自然凋落的樹葉為材料，41-57°c下烘箱中烘干，然后將其置于粉碎機(jī)中粉碎至200-450目，同溫度下再次烘35-56min得凋落物粉末，備用；
2)苯酚置于50-80°C的水浴中加熱10-21min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在85-110°C，然后加入步驟I)中的凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加濃硝酸和雙氧水，攪拌50-75min直至液體變成暗紅色液體，再加入十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，其中，凋落物:苯酚:濃硝酸:雙氧水:十二烷基苯磺酸鈉的重量比為3-5:8-12:0.1-0.3:0.1-0.3:0.3-0.5 ；
3)將步驟2)中的液體冷卻至室溫，密封保存，即得凋落物液化液。
[0007]所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于驟I)中:烘干溫度為45_50°C，粉碎至300-400目，同溫度下再次烘40-50min。
[0008]所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2)中:水浴溫度為55_75°C，優(yōu)選60-70°C ;水浴時(shí)間15-18min，滴加濃硝酸和雙氧水后攪拌60-70min。
[0009]所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2)中:反應(yīng)釜溫度優(yōu)選為89-100°C，優(yōu)選 92-95°C。
[0010]所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2)中:苯酚:濃硝酸:雙氧水:十二烷基苯磺酸鈉的重量比為4:9-10:0.2:0.2:0.4。
[0011]上述一種森林凋落物的液化方法，用自然界自然掉落的植物樹葉，樹皮等凋落物進(jìn)行生物質(zhì)液化和性能改造，通過液化將凋落物變廢為寶，解決了凋落物在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中液化的難題，為開發(fā)新產(chǎn)品提供了技術(shù)支持，與傳統(tǒng)的凋落物自然腐爛、廢棄狀況相t匕，拓展了其應(yīng)用范圍和功能。本發(fā)明所采用的方法更加簡(jiǎn)便易行，準(zhǔn)確可靠，液化成本低、精確度更高，能使凋落物得到很好的液化。
[0012]本申請(qǐng)文件中除有特殊說明外，百分含量均為純物質(zhì)的重量百分含量。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果。
[0014]實(shí)施例1
將野外自然凋落的樹葉放入42°C下烘箱中烘干，烘干后用粉碎機(jī)粉碎至400目，同溫度下再次烘39min得凋落物粉末，然后取IOOkg苯酚置于65°C的水浴中加熱12min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在95°C，加40kg凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加2kg濃硝酸和2kg雙氧水，攪拌50min直至液體變成暗紅色液體，再加入4kg十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，最后冷卻至室溫，密封保存，即得凋落物液化液。
[0015]實(shí)施例2
將野外自然凋落的樹葉放入51°C下烘箱中烘干，烘干后用粉碎機(jī)粉碎至350目，同溫度下再次烘50min得凋落物粉末，然后取IOOkg苯酚置于75°C的水浴中加熱18min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在93°C，加40kg凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加2kg濃硝酸和2kg雙氧水，攪拌75min直至液體變成暗紅色液體，再加入4kg十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，最后冷卻至室溫，密封保存，即得凋落物液化液。
[0016]實(shí)施例3
將野外自然凋落的樹葉放入44°C下烘箱中烘干，烘干后用粉碎機(jī)粉碎至300目，同溫度下再次烘41min得凋落物粉末，然后取IOOkg苯酚置于70°C的水浴中加熱14min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在91°C，加40kg凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加2kg濃硝酸和2kg雙氧水，攪拌55min直至液體變成暗紅色液體，再加入4kg十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，最后冷卻至室溫，密封保存，即得凋落物液化液。
[0017]實(shí)施例4
將野外自然凋落的樹葉放入46°C下烘箱中烘干，烘干后用粉碎機(jī)粉碎至250目，同溫度下再次烘44min得凋落物粉末，然后取IOOkg苯酚置于60°C的水浴中加熱15min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在90°C，加40kg凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加2kg濃硝酸和2kg雙氧水，攪拌60min直至液體變成暗紅色液體，再加入4kg十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，最后冷卻至室溫，密封保存，即得凋落物液化液。
[0018]實(shí)施例5
將野外自然凋落的樹葉放入48°C下烘箱中烘干，烘干后用粉碎機(jī)粉碎至450目，同溫度下再次烘47min得凋落物粉末，然后取IOOkg苯酚置于80°C的水浴中加熱16min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在96°C，加40kg凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加2kg濃硝酸和2kg雙氧水，攪拌65min直至液體變成暗紅色液體，再加入4kg十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，最后冷卻至室溫，密封保存， 即得凋落物液化液。
[0019]實(shí)施例6
將野外自然凋落的樹葉放入50°C下烘箱中烘干，烘干后用粉碎機(jī)粉碎至200目，同溫度下再次烘49min得凋落物粉末，然后取IOOkg苯酚置于50°C的水浴中加熱17min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在89°C，加40kg凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加2kg濃硝酸和2kg雙氧水，攪拌70min直至液體變成暗紅色液體，再加入4kg十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，最后冷卻至室溫，密封保存，即得凋落物液化液。
[0020]以下通過試驗(yàn)進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果。
【權(quán)利要求】
1.一種森林凋落物的液化方法，其特征在于包括以下步驟: 1)收集野外自然凋落的樹葉為材料，41-57°c下烘箱中烘干，然后將其置于粉碎機(jī)中粉碎至200-450目，同溫度下再次烘35-56min得凋落物粉末，備用； 2)苯酚置于50-80°C的水浴中加熱10-21min，待其完全融化成液體狀時(shí)迅速倒入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜溫度控制在85-110°C，然后加入步驟I)中的凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加濃硝酸和雙氧水，攪拌50-75min直至液體變成暗紅色液體，再加入十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，其中，凋落物:苯酚:濃硝酸:雙氧水:十二烷基苯磺酸鈉的重量比為3-5:8-12:0.1-0.3:0.1-0.3:0.3-0.5 ； 3)將步驟2)中的液體冷卻至室溫，密封保存，即得凋落物液化液。
2.如權(quán)利要求1所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于驟I)中:烘干溫度為45-50 0C，粉碎至300-400目，同溫度下再次烘40_50min。
3.如權(quán)利要求1所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2)中:水浴溫度為55-75°C，優(yōu)選60-70°C ;水浴時(shí)間15_18min，滴加濃硝酸和雙氧水后攪拌60_70min。
4.如權(quán)利要求1所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2)中:反應(yīng)釜溫度優(yōu)選為89-100°C，優(yōu)選92-95°C。
5.如權(quán)利要求1所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2)中:苯酚:濃硝酸:雙氧水:十二烷基苯磺酸鈉的重量比為4:9-10:0.2:0.2:0.4。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK103721999SQ201310725526
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】李興彪, 欒復(fù)友 申請(qǐng)人:浙江農(nóng)林大學(xué)天目學(xué)院