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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611082495.2 (22)申请日 2016.11.30 (71)申请人 海南金海浆纸业有限公司 地址 578101 海南省洋浦经济开发区D12区 (72)发明人 苏坚训 (74)专利代理机构 广州三环专利代理有限公司 44202 代理人 郝传鑫陈欢 (51)Int.Cl. C08H 7/00(2012.01) (54)发明名称 一种木质素的分级方法 (57)摘要 本发明提出了一种木质素的分级方法， 包括 以下步骤： S1、 将黑液木质素过滤得到粗木质素 料液， 干燥获。
2、得粗木质素； S2、 将粗木质素加入纯 水中， 110160高温液态水条件下预处理5 10min， 随即置于冷水中进行快速冷却， 水热预处 理完成的料液分离得到木质素粉末； S3、 将木质 素粉末分别溶于乙醇含量不同的乙醇水溶液中， 在乙醇水溶液的共沸点或低于该共沸点10以 内的温度条件下搅拌， 搅拌后静置、 过滤， 将滤渣 和滤液分别干燥， 获得分子量不同的分级木质 素。 本发明可获得了分子量不同的分级木质素， 有效提高木质素活性基团的含量和降低其多分 散性， 热稳定性好、 活性高， 而且得率高。 权利要求书1页 说明书11页 CN 106750362 A 2017.05.31 CN 106。
3、750362 A 1.一种木质素的分级方法， 其特征在于， 包括以下步骤： S1、 将黑液木质素过滤得到粗木质素料液， 干燥获得粗木质素； S2、 将粗木质素加入纯水中， 110160高温液态水条件下预处理510min， 随即置于 冷水中进行快速冷却， 水热预处理完成的料液分离得到木质素粉末； S3、 将木质素粉末分别溶于乙醇含量不同的乙醇水溶液中， 在乙醇水溶液的共沸点或 低于该共沸点10以内的温度条件下搅拌， 搅拌后静置、 过滤， 将滤渣和滤液分别干燥， 获 得分子量不同的分级木质素。 2.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 采用板 框式过滤机或者孔。
4、径为0.110纳米的滤膜进行过滤。 3.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 冷水的 温度为1520。 4.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 冷水冷 却时间为510min。 5.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 水热预 处理完成的料液通过减压蒸馏分离得到木质素粉末。 6.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 乙醇体 积分数分别为40、 50、 65、 75、 85和95。 7.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所。
5、述步骤S3中， 搅拌时 间为510min。 8.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 静置时 间为1224小时。 9.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 滤渣于 5585条件下干燥得大分子量木质素。 10.根据权利要求1所述的一种木质素的分级方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 先将滤 液收集于烧瓶中进行减压蒸馏， 所得固体产物于5585条件下干燥得小分子量木质素。 权利要求书 1/1 页 2 CN 106750362 A 2 一种木质素的分级方法 技术领域 0001 本发明涉及木质素预处理技术领域， 特别涉及一种。
6、木质素的分级方法。 背景技术 0002 木质素的结构复杂， 具有芳香族特性， 其结构单元为苯丙烷型的， 非结晶性的， 三 维高分子网络状化合物。 按照植物种类不同， 木质素可分为针叶材、 阔叶材和草本植物木质 素三大类。 木质素成本较低， 木质素及其衍生物具有多种功能性， 可作为分散剂、 吸附剂/解 吸剂、 石油回收助剂、 沥青乳化剂， 木质素对人类可持续发展最为重大贡献就在于提供稳 定、 持续的有机物质来源， 其应用前景十分广阔。 然而， 木质素的物化性能和加工性能、 工艺 成为目前木质素研究的障碍。 例如， 木质素分子量的多分散性导致其结构性能不均一， 容易 引起产品性能不稳定， 降低产品。
7、的应用价值。 而利用分级的方法， 以分子量为尺度分级制取 反应活性及应用性能相似的木质素， 是解决上述问题的有效手段， 且不同分子量的木质素 具有不同的应用。 如研究人员利用有机溶剂分级Kraft木质素， 研究发现分子量越大的木质 素其愈创木基的结构单元越多， 同时其酚羟基等官能团的含量越低。 研究还表明， 分子量越 大的木质素， 其热稳定性越大。 此外， 研究还发现， 通过对比不同分子量的Kraft木质素在 DMF以及0.5mol/L NaOH溶液中的黏度时发现， 随着分子量的增加， 其溶液的黏度增加。 因 此， 不同分子量的木质素有不同方面的应用优势， 因此通过分级的方式将多分散性较高的 。
8、木质素分成分子量不同的多分散性较低的木质素级分， 然后根据其性能优势分别转化利 用， 是增加木质素稳定性、 进而提高产品性能的重要途径。 发明内容 0003 鉴以此， 本发明的目的在于提出一种木质素的分级方法， 获得高品质的分级木质 素。 0004 本发明的技术方案是这样实现的： 0005 一种木质素的分级方法， 包括以下步骤： 0006 S1、 将黑液木质素过滤得到粗木质素料液， 干燥获得粗木质素； 0007 S2、 将粗木质素加入纯水中， 110160高温液态水条件下预处理510min， 随即 置于冷水中进行快速冷却， 水热预处理完成的料液分离得到木质素粉末； 0008 S3、 将木质素粉。
9、末分别溶于乙醇含量不同的乙醇水溶液中， 在乙醇水溶液的共沸 点或低于该共沸点10以内的温度条件下搅拌， 搅拌后静置、 过滤， 将滤渣和滤液分别干 燥， 获得分子量不同的分级木质素。 0009 进一步的， 所述步骤S1中， 采用板框式过滤机或者孔径为0.110纳米的滤膜进行 过滤。 0010 进一步的， 所述步骤S2中， 冷水的温度为1520。 0011 进一步的， 所述步骤S2中， 冷水冷却时间为510min。 0012 进一步的， 所述步骤S2中， 水热预处理完成的料液通过减压蒸馏分离得到木质素 说明书 1/11 页 3 CN 106750362 A 3 粉末。 0013 进一步的， 所述步。
10、骤S3中， 乙醇体积分数分别为40、 50、 65、 75、 85和 95。 0014 进一步的， 所述步骤S3中， 搅拌时间为510min。 0015 进一步的， 所述步骤S3中， 静置时间为1224小时。 0016 进一步的， 所述步骤S3中， 滤渣于5585条件下干燥得大分子量木质素。 0017 进一步的， 所述步骤S3中， 先将滤液收集于烧瓶中进行减压蒸馏， 所得固体产物于 5585条件下干燥得小分子量木质素。 0018 与现有技术相比， 本发明的有益效果为： 0019 本发明采用共沸点或接近共沸点的乙醇水溶液对木质素进行分级提取， 以及结合 高温液态水对木质素进行预处理的工艺步骤， 。
11、获得了分子量不同的分级木质素， 有效提高 木质素活性基团的含量和降低其多分散性， 热稳定性好、 活性高， 而且明显提高可溶性木质 素得率。 本发明分级目标明确， 为木质素的利用提供了稳定的、 可持续的途径。 具体实施方式 0020 为对本发明中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 发明人结合实施例进行说 明， 但以下实施例所描述的仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明 中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例， 都属于本发明保护的范围。 0021 实施例1 0022 一种木质素的分级方法， 包括以下步骤： 0023 S1、 。
12、将黑液木质素通过板框式过滤机进行过滤， 以将木质素与碱、 无机盐分开， 得 到粗木质素料液， 干燥获得粗木质素。 0024 S2、 将粗木质素加入纯水中， 160高温液态水条件下预处理5min， 随即将容器置 于20的冷水中进行快速冷却5min， 水热预处理完成的料液利用旋转蒸发仪进行减压蒸馏 分离得到木质素粉末， 利用水预热处理对木质素进行降解的作用， 提高后续利用醇水混合 液进行分级处理的强度， 提高木质素的品质和得率， 采用冷水快速冷却可以防止木质素长 时间处于高温状态导致木质素分子结构被破坏。 0025 S3、 将木质素粉末(2g)分别溶于100ml(乙醇体积分数分别为40、 50、 。
13、65、 75、 85和95v/v)的乙醇水溶液中， 在不同温度下搅拌10min， 静置12小时， 用G4砂芯漏 斗过滤， 滤渣(不可溶木质素)用65烘箱干燥得大分子量木质素， 滤液(可溶木质素)收集 于烧瓶中进行减压蒸馏， 固体产物用65烘箱干燥得小分子量木质素。 其中， 根据共沸点温 度设定不同乙醇体积分数对应的处理温度如表1所示： 0026 表1 说明书 2/11 页 4 CN 106750362 A 4 0027 0028 本发明工艺选择在接近乙醇水溶液共沸点温度进行分级， 可获得高品质的木质 素。 0029 实施例2 0030 一种木质素的分级方法， 包括以下步骤： 0031 S1、 。
14、将黑液木质素通过0.1纳米滤孔的滤膜进行过滤， 以将木质素与碱、 无机盐分 开， 得到粗木质素料液， 干燥获得粗木质素。 0032 S2、 将粗木质素加入纯水中， 130高温液态水条件下预处理5min， 随即将容器置 于18的冷水中进行快速冷却5min， 水热预处理完成的料液利用旋转蒸发仪进行减压蒸馏 分离得到木质素粉末。 0033 S3、 将木质素粉末(3g)分别溶于100ml(乙醇体积分数分别为40、 50、 65、 75、 85和95v/v)的乙醇水溶液中， 在不同温度下搅拌5min， 静置18小时， 用G4砂芯漏 斗过滤， 滤渣(不可溶木质素)用55烘箱干燥得大分子量木质素， 滤液(可。
15、溶木质素)收集 于烧瓶中进行减压蒸馏， 固体产物用55烘箱干燥得小分子量木质素。 其中， 不同乙醇体积 分数对应的处理温度如表2所示： 0034 表2 0035 0036 实施例3 0037 一种木质素的分级方法， 包括以下步骤： 0038 S1、 将黑液木质素通过10纳米滤孔的滤膜进行过滤， 以将木质素与碱、 无机盐分 开， 得到粗木质素料液， 干燥获得粗木质素。 0039 S2、 将粗木质素加入纯水中， 110高温液态水条件下预处理10min， 随即将容器置 于15的冷水中进行快速冷却10min， 水热预处理完成的料液利用旋转蒸发仪进行减压蒸 说明书 3/11 页 5 CN 1067503。
16、62 A 5 馏分离得到木质素粉末。 0040 S3、 将木质素粉末(5g)分别溶于100ml(乙醇体积分数分别为40、 50、 65、 75、 85和95v/v)的乙醇水溶液中， 在不同温度下搅拌5min， 静置24小时， 用G4砂芯漏 斗过滤， 滤渣(不可溶木质素)用85烘箱干燥得大分子量木质素， 滤液(可溶木质素)收集 于烧瓶中进行减压蒸馏， 固体产物用85烘箱干燥得小分子量木质素。 其中， 不同乙醇体积 分数对应的处理温度如表3所示： 0041 表3 0042 0043 对比例1 0044 一种木质素的分级方法， 包括以下步骤： 0045 S1、 将黑液木质素通过板框式过滤机进行过滤，。
17、 以将木质素与碱、 无机盐分开， 得 到粗木质素料液， 干燥获得粗木质素。 0046 S2、 将获得的粗木质素(2g)分别溶于100ml(乙醇体积分数分别为40、 50、 65、 75、 85和95v/v)的乙醇水溶液中， 在不同温度下搅拌10min， 静置24小时， 用G4 砂芯漏斗过滤， 滤渣(不可溶木质素)用65烘箱干燥得大分子量木质素， 滤液(可溶木质 素)收集于烧瓶中进行减压蒸馏， 固体产物用65烘箱干燥得小分子量木质素。 其中， 不同 乙醇体积分数对应的处理温度如表4所示： 0047 表4 0048 0049 对比例2 0050 一种木质素的分级方法， 包括以下步骤： 0051 S。
18、1、 将黑液木质素通过板框式过滤机进行过滤， 以将木质素与碱、 无机盐分开， 得 到粗木质素料液， 干燥获得粗木质素。 说明书 4/11 页 6 CN 106750362 A 6 0052 S2、 将粗木质素加入纯水中， 160高温液态水条件下预处理5min， 随即将容器置 于20的冷水中进行快速冷却5min， 水热预处理完成的料液利用旋转蒸发仪进行减压蒸馏 分离得到木质素粉末。 0053 S3、 将木质素粉末(2g)分别溶于100ml(乙醇体积分数分别为40、 50、 65、 75、 85和95v/v)的乙醇水溶液中， 在不同温度(即低于共沸点20左右)下搅拌 10min， 静置24小时， 。
19、用G4砂芯漏斗过滤， 滤渣(不可溶木质素)用65烘箱干燥得大分子量 木质素， 滤液(可溶木质素)收集于烧瓶中进行减压蒸馏， 固体产物用65烘箱干燥得小分 子量木质素。 其中， 不同乙醇体积分数对应的处理温度如表5所示： 0054 表5 0055 0056 对比例3 0057 一种木质素的分级方法， 包括以下步骤： 0058 S1、 将黑液木质素通过板框式过滤机进行过滤， 以将木质素与碱、 无机盐分开， 得 到粗木质素料液， 干燥获得粗木质素。 0059 S2、 将粗木质素加入纯水中， 160高温液态水条件下预处理5min， 随即将容器置 于20的冷水中进行快速冷却5min， 水热预处理完成的料。
20、液利用旋转蒸发仪进行减压蒸馏 分离得到木质素粉末。 0060 S3、 将木质素粉末(2g)分别溶于100ml(乙醇体积分数分别为40、 50、 65、 75、 85和95v/v)的乙醇水溶液中， 在常温25搅拌10min， 静置24小时， 用G4砂芯漏斗 过滤， 滤渣(不可溶木质素)用65烘箱干燥得大分子量木质素， 滤液(可溶木质素)收集于 烧瓶中进行减压蒸馏， 固体产物用65烘箱干燥得小分子量木质素。 0061 对比例4 0062 一种木质素的分级方法， 包括以下步骤： 0063 S1、 将黑液木质素通过板框式过滤机进行过滤， 以将木质素与碱、 无机盐分开， 得 到粗木质素料液， 干燥获得粗。
21、木质素。 0064 S2、 将粗木质素(2g)分别溶于100ml(乙醇体积分数分别为40、 50、 65、 75、 85和95v/v)的乙醇水溶液中， 在常温25搅拌10min， 静置24小时， 用G4砂芯漏斗过滤， 滤渣(不可溶木质素)用65烘箱干燥得大分子量木质素， 滤液(可溶木质素)收集于烧瓶中 进行减压蒸馏， 固体产物用65烘箱干燥得小分子量木质素。 0065 性能测试结果和分析 0066 分级处理后干燥得到的样品分别测定分子量、 玻璃化温度、 活性基团的含量以及 说明书 5/11 页 7 CN 106750362 A 7 多分散性。 通过非水相电位滴定法测定样品中酚羟基和羧基含量。 。
22、通过凝胶渗透色谱(GPC/ SEC)测定样品的分子量及其多分散性。 采用阔叶树分离得到木质素磺酸盐， 测定其分离后 干燥状态下的玻璃化温度Tg。 木质素分级所得产物得率计算公式为： (可溶木质素质量/分 级处理前木质素质量)100。 实施例1至3以及对比例1至3的分析数据结果如表6至11所 示： 0067 表6 0068 0069 0070 表7 说明书 6/11 页 8 CN 106750362 A 8 0071 0072 0073 表8 说明书 7/11 页 9 CN 106750362 A 9 0074 0075 0076 表9 说明书 8/11 页 10 CN 106750362 A 。
23、10 0077 0078 表10 说明书 9/11 页 11 CN 106750362 A 11 0079 0080 表11 0081 说明书 10/11 页 12 CN 106750362 A 12 0082 0083 从对比实施例4可以看出， 当用体积分数为4050的乙醇水溶液分级处理时， 乙 醇可溶木质素(分子量较低)的得率较低； 当用体积分数为6575的乙醇水溶液分级处理 时， 乙醇可溶木质素(分子量稍高)的得率较高； 当用体积分数为8595的乙醇水溶液分 级处理时， 乙醇可溶木质素(分子量较高)的得率较低。 从实施例1至3可以看出， 本发明通过 高温液态水预处理以及采用共沸点或接近共。
24、沸点的分级处理温度， 可显著提高分级后的可 溶性木质素的得率。 玻璃态转化温度Tg与预处理方法、 分离方法以及相对分子量有关， 本发 明通过高温液态水预处理以及采用共沸点或接近共沸点的分级处理温度， 可显著提高分级 后的可溶性木质素的玻璃态转化温度Tg。 本发明分离方法有效提高木质素活性基团的含量 和降低其多分散性， 热稳定性好、 活性高， 而且分级得到的可溶性木质素得率高。 0084 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 11/11 页 13 CN 106750362 A 13 。