一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用方法 |
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| 申请号 | CN202311427561.5 | 申请日 | 2023-10-31 | 公开(公告)号 | CN117587649A | 公开(公告)日 | 2024-02-23 |
| 申请人 | 齐鲁工业大学(山东省科学院); | 发明人 | 郭宗伟; 张美晨; 许凤; 毛健贞; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出一种低共熔 溶剂 在 生物 炼制中的应用方法，通过设计制备一种多位点新型低共熔溶剂，该溶剂具有绿色环保、成本低廉、易于制备等优点，能够温和、清洁、高效地一步法分离 纤维 素、木质素和半 纤维素 ，并将其转化为 葡萄糖 、糠 醛 和具备抗 氧 化性能的纳米木质素。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用方法技术领域背景技术[0002] 近年来，随着对石油天然气这类不可再生资源需求量的不断增加，全球面临着严峻的资源危机。木质纤维素作为地球上储量丰富的可再生资源，如何将木质纤维素转化为高附加值的产品是解决能源危机的关键，然而，由于木质纤维素的抗降解屏障的存在阻碍了其有效转化；木质纤维素生物质主要包括纤维素、半纤维素和木质素，将其转化的关键在于如何清洁高效地分离这三种组分；目前主要的分离方法有稀酸法、碱法、有机溶剂法、离子液体法等。但这些传统方法腐蚀设备、需要高温高压等严苛条件，或使用挥发性的有毒化学试剂污染环境，且由于溶剂的挥发性和不可回收性使得产品成本较高。低共熔溶剂作为一种新型溶剂，不仅具有绿色环保、成本低廉、易于制备等优点。更为重要的是低共熔溶剂能够有效地脱除木质素和半纤维素，较好地保留纤维素，为清洁高效分离三大素提供了先决条件； 中国发明专利CN110258157A公开了一种利用甜菜碱低共熔溶剂预处理木质纤维素的方法，木质纤维素与预处理溶剂质量比为1:30将木质纤维素原料与预处理溶剂混合均匀，于100 ℃下搅拌48 h，得到预处理后的固相纤维素渣，葡萄糖收率达到90 %； 中国发明专利CN112899313A公开了一种酸性低共熔溶剂及制备与在预处理秸秆提高酶解效率中的应用，进行木质素的提取和秸秆残渣的酶解糖化，秸秆木质素去除率达到84 %，纤维素的保留率达到了90 %，秸秆残渣酶解效率达到89 %； 中国发明专利CN113603889A公开了一种利用路易斯碱辅助中性低共熔溶剂预处理木质纤维素的方法，将固液混合物进行加热预处理，混合液经真空过滤，洗涤液洗涤得到固体残渣和液体留分，酶解糖化率为94.5 %； 然而以上专利为代表的现有技术均存在以下不足：工艺条件较为严苛，条件温度过高或者流程时间较长；此外，现有技术制备木质纤维素仅能分离单一组分并将其转化，无法实现木质纤维素主要组分的高效分离或者转化应用。 发明内容[0003] 本发明针对现有技术下木质纤维素主要组分无法高效分离并转化应用，还存在仅能分离单一组分的问题；为此，本发明提出一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用方法，使用一种温和清洁的低共熔溶剂来高效分离纤维素、木质素和半纤维素，并将分离出的纤维素、木质素和半纤维素转化为葡萄糖、糠醛和具备抗氧化性能的纳米木质素。 [0004] 为了达到上述目的，本申请采用的技术方案为：一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用方法，包括以下步骤： 步骤一：将毛竹、杨木、松木以及木糖渣的一种或多种使用粉碎机粉碎成20 80目~ 大小的颗粒；将粉碎后颗粒装入布袋中，放到索氏抽提器中，用甲苯和乙醇的混合液抽提9 h，得到木质纤维素； 步骤二：将木质纤维素与低共熔溶剂混合后放到反应瓶中，向反应瓶中加入转子，随后将反应瓶移至反应釜上进行加热搅拌反应；反应结束后，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，离心结束后得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水；随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入催化剂进行催化反应，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，洗涤至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖； 所述低共熔溶剂由以下方法制得： 将氢键受体和氢键供体混合；在温度30 ℃ 60 ℃、搅拌速率300 r/min 600 r/~ ~ min条件下反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用； 所述氢键受体和氢键供体的摩尔比为1:2 10； ~ 所述氢键受体为氯化胆碱、盐酸胍、甜菜碱、四甲基氯化铵和四甲基溴化铵的一种或多种；所述氢键供体为甲酸、草酸、乳酸、苹果酸、乙醇酸和乙二醇的一种或多种； 所述低共熔溶剂制备反应时间为0.3 h 2.0 h。 ~ [0005] 作为优选，步骤一中，混合液中甲苯和乙醇的体积比为2:1。 [0006] 作为优选，步骤二中，反应瓶中的木质纤维素与低共熔溶剂体积比为1:5 15；反应~釜内加热反应条件为升温至80 ℃ 120 ℃，搅拌转速为400 r/min 600 r/min，反应时间为~ ~ 0.5 h 3.0 h。 ~ [0007] 作为优选，步骤三中，糠醛制备时，催化反应的催化剂为磺化的碳基、硫酸或硫酸化的氧化钛；催化反应条件为90 ℃ 130 ℃下进行15 min 60 min；催化剂添加量为预处理~ ~液质量的2 %。 [0008] 作为优选，步骤三中，葡萄糖制备时，酶解反应的酶为纤维素酶，纤维素酶活性为15 FPU/g。 [0009] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：1、本发明提供了一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用方法，通过设计制备一种多位点新型低共熔溶剂，该溶剂具有绿色环保、成本低廉、易于制备等优点；能够在生物炼制应用中温和、清洁、高效地一步法分离纤维素、木质素和半纤维素，并将其转化为葡萄糖、糠醛和具备抗氧化性能的纳米木质素； 2、经实验表明，本发明的方法中酶解纤维素葡萄糖产率在48 h就可接近100 %，RSI值(自由基清除指数(RSI)定义为IC50的倒数，更能直观表示抗氧化结果，较高的RSI值表示较高的抗氧化活性)高达18 %，半纤维素催化转化为糠醛得率高达80 %。 附图说明 [0010] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0011] 图1为本申请的流程图。 具体实施方式[0012] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0014] 如图1所示，实施例1，低共熔溶剂的制备：将氢键受体盐酸胍95.53 g和氢键供体乙二醇186.20 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为环保低共熔溶剂(DES)；将环保低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用；一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将松木通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后松木装入布袋中，放到索氏~ 抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后松木至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至120 ℃下反应1 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的磺化的炭基作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0015] 实施例2，低共熔溶剂的制备：将氢键受体盐酸胍47.77 g和氢键供体乙二醇186.20 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂(DES)；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用； 一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将松木通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后松木装入布袋中，放到索氏~ 抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后松木至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至120 ℃下反应1 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的磺化的炭基作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0016] 实施例3，低共熔溶剂的制备：将氢键受体四甲基溴化铵77.03 g和氢键供体甲酸115.08 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂(DES)；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用； 一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将杨木通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后杨木装入布袋中，放到索氏~ 抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后杨木至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至100 ℃下反应1.5 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的硫酸化的氧化钛作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0017] 实施例4，低共熔溶剂的制备：将氢键受体四甲基溴化铵77.03 g和氢键供体乳酸225.20 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂(DES)；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用； 一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将杨木通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后杨木装入布袋中，放到索氏~ 抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后杨木至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至100 ℃下反应1.5 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的硫酸化的氧化钛作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0018] 实施例5，低共熔溶剂的制备：将氢键受体四甲基溴化铵77.03 g和氢键供体乳酸270.24 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂(DES)；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用； 一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将木糖渣通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后木糖渣装入布袋中，放到~ 索氏抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后木糖渣至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至110 ℃下反应1 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的磺化的炭基作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0019] 实施例6，低共熔溶剂的制备：将氢键受体四甲基溴化铵77.03 g和氢键供体乳酸270.24 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂(DES)；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用； 一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将木糖渣通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后木糖渣装入布袋中，放到~ 索氏抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后木糖渣至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至110 ℃下反应1.5 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的磺化的炭基作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0020] 实施例7，低共熔溶剂的制备：将氢键受体四甲基溴化铵77.03 g和氢键供体乳酸270.24 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂(DES)；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用； 一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将木糖渣通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后木糖渣装入布袋中，放到~ 索氏抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后木糖渣至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至110 ℃下反应2 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的磺化的炭基作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0021] 实施例8，低共熔溶剂的制备：将氢键受体盐酸胍95.53 g和氢键供体甲酸276.18 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂(DES)；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用；一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将木糖渣通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后木糖渣装入布袋中，放到~ 索氏抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后木糖渣至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至100 ℃下反应2 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的磺化的炭基作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0022] 实施例9，低共熔溶剂的制备：将氢键受体四盐酸胍95.53 g和氢键供体甲酸276.18 g混合于烧杯中；在温度60 ℃、搅拌速率500 r/min条件下密封加热搅拌反应，直至形成均一透明的液体即为低共熔溶剂(DES)；将低共熔溶剂冷却至室温放到干燥皿中备用； 一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用，其具体步骤如下： 步骤一：将木糖渣通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后木糖渣装入布袋中，放到~ 索氏抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后木糖渣至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml低共熔溶剂，升温至120 ℃下反应2 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的硫酸化的氧化钛作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0023] 对比例1，离子液体法制备木质素、糠醛和葡萄糖，其具体步骤如下：步骤一：将木糖渣通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后木糖渣装入布袋中，放到~ 索氏抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后木糖渣至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml乙醇胺醋酸盐溶液，升温至120 ℃下反应2 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的硫酸化的氧化钛作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0024] 对比例2，稀酸水解法制备木质素、糠醛和葡萄糖，其具体步骤如下：步骤一：将毛竹通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后毛竹装入布袋中，放到索氏~ 抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后毛竹至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml 1.5 %的 H2SO4，升温至120 ℃下反应2 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的硫酸化的氧化钛作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0025] 对比例3，有机溶剂法制备木质素、糠醛和葡萄糖，其具体步骤如下：步骤一：将杨木通过粉碎机粉碎至40 60目；将粉碎后杨木装入布袋中，放到索氏~ 抽提器中，用甲苯和乙醇体积比为2:1的混合液抽提9 h； 步骤二：取3.0 g抽提后杨木至高温耐压瓶中，加入转子，随后加入45 ml有机溶剂，有机溶剂包括去离子水、丙酮、甲酸和乙醇，升温至120 ℃下反应2 h，搅拌速率为500 r/min；反应结束后，冷却至室温，得到反应后混合物； 步骤三：将反应后混合物转移至50 ml离心管中，在9000 rpm条件下离心5 min使固液分离，得到离心后液体和离心后固体； 木质素制备：将离心后液体倒入洁净烧杯中，加入适量去离子水，随后将离心后液体和去离子水用离心机离心，离心机在9000 rpm条件下离心5 min，得到离心出的木质素和预处理液；离心出的木质素冷冻干燥48 h后得到纯化后的DES木质素； 糠醛制备：预处理液在60 ℃下进行真空旋蒸去除去离子水，然后向预处理液中加入预处理液质量2 %的硫酸化的氧化钛作为催化剂进行催化反应，催化反应温度为120 ℃，反应时间为30 min，催化反应结束后得到糠醛； 葡萄糖制备：将离心后固体用去离子水洗涤，直至洗涤液澄清透明并且洗涤液的pH达到中性；将洗涤完成的固体放到60 ℃的烘箱中烘干24 h，随后在50 ℃、150 rpm的条件下进行48 h酶解，酶解后得到葡萄糖。 [0026] 将实施例1 实施例9以及对比例1 对比例3的纯化后DES木质素进行DPPH抗氧化实~ ~验，利用2,2‑联苯基‑1‑苦基肼基(DPPH)自由基清除法对木质素样品的抗氧化能力进行定量评估，测定其RSI值(自由基清除指数(RSI)定义为IC50的倒数，更能直观表示抗氧化结果，较高的RSI值表示较高的抗氧化活性)；利用高效液相色谱检测实施例1 实施例9以及对比~ 例1 对比例3糠醛的浓度，计算糠醛得率；测定实施例1 实施例9以及对比例1 对比例3酶解~ ~ ~ 后葡萄糖产率；实施例1 实施例9以及对比例1 对比例3的RSI值、糠醛得率以及葡萄糖产率~ ~ 结果如表1所示， 表1实施例1 实施例9以及对比例1 对比例3RSI值、糠醛得率以及葡萄糖产率结果~ ~ 通过对比实施例1 实施例9以及对比例1 对比例3可以发现，使用本申请的一种低~ ~ 共熔溶剂在生物炼制中的应用方法，无论是木质素的抗氧化能力RSI值、糠醛得率以及葡萄糖产率都远高于对比例1 对比例3的木质素的抗氧化能力RSI值、糠醛得率以及葡萄糖产~ 率；此外，本申请的一种低共熔溶剂在生物炼制中的应用方法，使用的低共熔溶剂具有绿色环保、成本低廉、易于制备等优点，能够温和、清洁、高效地分离纤维素、木质素和半纤维素，并将其转化为葡萄糖、糠醛和具备抗氧化性能的纳米木质素。 [0027] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。 |
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