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一种森林凋落物液化方法

阅读:420发布:2020-06-16

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1. 一种森林凋落物液化方法,其特征在于包括以下步骤:
1)收集野外自然凋落的树叶为材料,41-57℃下烘箱中烘干,然后将其置于粉碎机中粉碎至200-450目,同温度下再次烘35-56min得凋落物粉末,备用;
2)苯酚置于50-80℃的浴中加热10-21min,待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中,反应釜温度控制在85-110℃,然后加入步骤1)中的凋落物粉末,搅拌混合均匀后缓慢滴加浓硝酸和双水,搅拌50-75min直至液体变成暗红色液体,再加入十二烷基苯磺酸钠,搅拌混合溶解均匀,至其变成清亮的黑色液体停止加热,其中,凋落物:苯酚:浓硝酸:
双氧水:十二烷基苯磺酸钠的重量比为3-5:8-12:0.1-0.3:0.1-0.3:0.3-0.5;
3)将步骤2)中的液体冷却至室温,密封保存,即得凋落物液化液。
2. 如权利要求1所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于骤1)中:烘干温度为
45-50℃,粉碎至300-400目,同温度下再次烘40-50min。
3. 如权利要求1所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于步骤2)中:水浴温度为55-75℃,优选60-70℃;水浴时间15-18min,滴加浓硝酸和双氧水后搅拌60-70min。
4. 如权利要求1所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于步骤2)中:反应釜温度优选为89-100℃,优选92-95℃。
5. 如权利要求1所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于步骤2)中:苯酚:浓硝酸:双氧水:十二烷基苯磺酸钠的重量比为4:9-10:0.2:0.2:0.4。

说明书全文

一种森林凋落物液化方法

技术领域

[0001] 本发明属于生物工程技术领域,具体为一种森林凋落物的液化方法。

背景技术

[0002] 森林凋落物是指生态系统内生物组分产生并归还到林地表面,作为分解者的物质和能量来源,借以维持生态系统功能的所有有机物质的总称。森林凋落物是森林植物生长发育过程中新陈代谢的产物,在森林生态系统养分循环中起着重要作用。目前,如何加速凋落物的分解,或者是提高凋落物的利用率,越来越引起林学家、生态学家以及森林经营工作者的重视。
[0003] 生物材料的液化正是充分挖掘天然原料潜在价值的一个有效途径,得到了各国和各科研部的重视,也取得了一系列卓有成效的成果。简单地说,生物材料液化是指在某些有机物或催化剂的存在,以及加压或常压条件下,将生物材料转化为液体的热化学过程。目前,液化方法大体上可分为热法、热化学法、化学解法和生物法。通过液化,可使木质生物材料转化为醇类、可燃性油或其它带有特定官能团的化合物,从而为新产品的开发提供相关的原料。人们早在20世纪50年代就已考虑用木质纤维原料生产燃料和化工原料,但仅限于使用纯粹的热方法。到了20世纪70年代石油危机时,人们对植物能源的兴趣增加到前所未有的程度,有关木质纤维原料液化的报道大量出现,甚至还建成了一些试验性的用植物原料生产石油的工厂,但因生产成本较高,均未能大规模生产。目前,木质生物材料的液化方法大体上主要有以下几类:苯酚作为液化试剂、多元醇作为液化试剂、环酸盐作为液化剂。据报道,日本森林综合研究所于1991开始对速生树种进行可溶化处理,开发功能性树脂的研究,经苯酚化的液化反应物添加甲水使之木脂化,再添加硬化剂、填充剂等制成胶粘剂,其性能能达到或超过日本JIS标准。但目前由于各方面的原因,木材液化产物还没得到充分利用,其商品化和产业化还存在很多问题。
[0004] 液化可将农林废弃物、木材加工剩余物等木质生物材料转化为能源材料、化工原料等,从而变废为宝,提高利用价值,也是这些资源综合利用的一个有效途径。但目前,由于木质生物材料化学组分的多样性、液化反应过程的复杂性,以及液化产物分离、表征的艰巨性,在不同生物材料化学组份的液化机理、液化中间产物的控制、液化方法、液化产物的性质和利用等方面还需要进一步深入研究。

发明内容

[0005] 鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的在于设计提供一种森林凋落物的液化方法的技术方案,其液化成本低、简便易行,准确可靠且能有效液化森林凋落物。
[0006] 所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于包括以下步骤:1)收集野外自然凋落的树叶为材料,41-57℃下烘箱中烘干,然后将其置于粉碎机中粉碎至200-450目,同温度下再次烘35-56min得凋落物粉末,备用;
2)苯酚置于50-80℃的水浴中加热10-21min,待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中,反应釜温度控制在85-110℃,然后加入步骤1)中的凋落物粉末,搅拌混合均匀后缓慢滴加浓硝酸和双水,搅拌50-75min直至液体变成暗红色液体,再加入十二烷基苯磺酸钠,搅拌混合溶解均匀,至其变成清亮的黑色液体停止加热,其中,凋落物:苯酚:浓硝酸:
双氧水:十二烷基苯磺酸钠的重量比为3-5:8-12:0.1-0.3:0.1-0.3:0.3-0.5;
3)将步骤2)中的液体冷却至室温,密封保存,即得凋落物液化液。
[0007] 所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于骤1)中:烘干温度为45-50℃,粉碎至300-400目,同温度下再次烘40-50min。
[0008] 所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于步骤2)中:水浴温度为55-75℃,优选60-70℃;水浴时间15-18min,滴加浓硝酸和双氧水后搅拌60-70min。
[0009] 所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于步骤2)中:反应釜温度优选为89-100℃,优选92-95℃。
[0010] 所述的一种森林凋落物的液化方法,其特征在于步骤2)中:苯酚:浓硝酸:双氧水:十二烷基苯磺酸钠的重量比为4:9-10:0.2:0.2:0.4。
[0011] 上述一种森林凋落物的液化方法,用自然界自然掉落的植物树叶,树皮等凋落物进行生物质液化和性能改造,通过液化将凋落物变废为宝,解决了凋落物在生产和应用过程中液化的难题,为开发新产品提供了技术支持,与传统的凋落物自然腐烂、废弃状况相比,拓展了其应用范围和功能。本发明所采用的方法更加简便易行,准确可靠,液化成本低、精确度更高,能使凋落物得到很好的液化。
[0012] 本申请文件中除有特殊说明外,百分含量均为纯物质的重量百分含量。

具体实施方式

[0013] 现结合本发明的具体实施例,进一步说明本发明的有益效果。
[0014] 实施例1将野外自然凋落的树叶放入42℃下烘箱中烘干,烘干后用粉碎机粉碎至400目,同温度下再次烘39min得凋落物粉末,然后取100kg苯酚置于65℃的水浴中加热12min,待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中,反应釜温度控制在95℃,加40kg凋落物粉末,搅拌混合均匀后缓慢滴加2kg浓硝酸和2kg双氧水,搅拌50min直至液体变成暗红色液体,再加入4kg十二烷基苯磺酸钠,搅拌混合溶解均匀,至其变成清亮的黑色液体停止加热,最后冷却至室温,密封保存,即得凋落物液化液。
[0015] 实施例2将野外自然凋落的树叶放入51℃下烘箱中烘干,烘干后用粉碎机粉碎至350目,同温度下再次烘50min得凋落物粉末,然后取100kg苯酚置于75℃的水浴中加热18min,待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中,反应釜温度控制在93℃,加40kg凋落物粉末,搅拌混合均匀后缓慢滴加2kg浓硝酸和2kg双氧水,搅拌75min直至液体变成暗红色液体,再加入4kg十二烷基苯磺酸钠,搅拌混合溶解均匀,至其变成清亮的黑色液体停止加热,最后冷却至室温,密封保存,即得凋落物液化液。
[0016] 实施例3将野外自然凋落的树叶放入44℃下烘箱中烘干,烘干后用粉碎机粉碎至300目,同温度下再次烘41min得凋落物粉末,然后取100kg苯酚置于70℃的水浴中加热14min,待其完
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