一种糖类合成表面活性剂的方法 |
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| 申请号 | CN202311503930.4 | 申请日 | 2023-11-13 | 公开(公告)号 | CN117720934A | 公开(公告)日 | 2024-03-19 |
| 申请人 | 广西科技大学; | 发明人 | 艾硕; 冯振华; 高凯莉; 玉万国; 黄承都; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种糖类合成 表面活性剂 的方法，包括以下步骤：将糖类物质溶于 水 后与含有过渡金属的物质混合，在水热条件下发生反应，反应 温度 为100℃～300℃，反应时间为0.1～6小时，过滤，将滤液蒸干，得到表面活性剂；所述糖类物质包括 葡萄糖 、果糖、木糖、麦芽糖、 蔗糖 、 纤维 二糖 、 淀粉 、 纤维素 中的一种或几种。本发明通过低成本的工艺路线来合成表面活性剂，原料糖类可再生且价格低廉，原料糖类及催化剂过渡金属均无毒，只需一步反应即可制得表面活性剂，产物分离方便，所合成的表面活性剂无毒，且可在自然环境中快速降解。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种糖类合成表面活性剂的方法，其特征在于：包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种糖类合成表面活性剂的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种糖类合成表面活性剂的方法，属于绿色合成技术领域。 背景技术[0002] 表面活性剂是人们日常生活及工业生产不可或缺的化学品，它可用来洗涤餐具油污，消除衣物静电，也常被油田用来增加出油率。现阶段，大多数表面活性剂的原料来自石油，如十二烷基苯磺酸钠，就是石油催化裂化的副产品。多数表面活性剂的成本较高，生产工艺复杂。糖类是一种可再生的大宗天然物质，是农业、林业产品的主要体现形式之一，它由植物的光合作用形成，该过程固定二氧化碳，糖类物质的增产可减少全球碳排放，糖类物质的有效利用可促进糖类物质的扩大生产。因此，开创一种利用糖类合成表面活性剂的工艺路线兼具经济优势与环保意义。 发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种合成表面活性剂的方法，该方法能够利用可再生资源糖类为原料，通过低成本的工艺路线来合成表面活性剂。 [0004] 解决上述技术问题的技术方案是：一种糖类合成表面活性剂的方法，包括以下步骤：将糖类物质溶于水后与含有过渡金属的物质混合，在水热条件下发生反应，反应温度为100℃～300℃，反应时间为0.1～6小时，过滤，得到含有表面活性剂的滤液。 [0007] 进一步的，糖类物质与含有过渡金属的物质按质量比1﹕0.05～1.1混合。 [0008] 进一步的，所述含有过渡金属的物质为粉末或颗粒状，平均粒径为0.01～2mm，糖类物质与含有过渡金属的物质按质量比1﹕0.05～0.15混合。 [0009] 进一步的，所述含有过渡金属的物质为薄片状，尺寸为（1～10）mm×（1～10）mm×（0.1～0.5）mm，糖类物质与含有过渡金属的物质按质量比1﹕0.9～1.1混合。 [0010] 进一步的，按1g糖类物质溶于20～40g水计，将糖类物质溶于水。 [0011] 进一步的，反应温度为140℃～260℃。 [0012] 进一步的，反应时间为1.5～4.5小时。 [0013] 进一步的，将含有表面活性剂的滤液蒸干，得到表面活性剂干粉。 [0015] 与现有技术相比，本发明的优势在于：原料糖类可再生且价格低廉，原料糖类及过渡金属催化剂均无毒，只需一步反应即可制得表面活性剂，产物分离方便，所合成的表面活性剂无毒，且可在自然环境中快速降解。 附图说明 [0016] 图1：本发明实施例一得到的尚未过滤的反应产物的鼓泡效果。 [0017] 图2：本发明实施例一得到的含有表面活性剂的滤液的表面张力测试过程。 [0018] 图3：用本发明实施例一得到的含有表面活性剂的滤液清洗盘子油污的效果。 [0019] 图4：本发明实施例一得到的表面活性剂干粉及葡萄糖（前驱体）的红外光谱。实施方式 [0021] 将1克葡萄糖溶于20克水，放入水热反应釜，向反应釜中加入0.1克金属铁粉，其平均粒径为0.2毫米。控制反应温度为150℃，在300rpm转速下磁力搅拌，反应2h。向反应产物悬浮液中鼓入空气，观察泡沫的丰富程度及存留时间，其结果如图1所示，可见泡沫丰富，泡沫维持时间为1分钟。将悬浮液过滤，用表面张力仪测试含有表面活性剂的滤液，表面张力为43mN/m（测试过程见图2）。用该滤液清洗表面残留油污的盘子，得到良好的清洁效果（见图3）。将反应产物过滤，取滤液移入旋转蒸发器，在真空条件下将滤液蒸干，残留物即表面活性剂干粉产品，其收率约为27%。表面活性剂产品的红外光谱（图4）显示，与葡萄糖相比，水热反应所得表面活性剂产物的亲水性羟基明显减少，但未全部消失，而具有憎水性的芳环增多，表明该物质具备表面活性剂的亲水、亲油基团。实施例二 [0022] 将1克果糖溶于20克水，放入水热反应釜，向反应釜中加入0.1克金属锰颗粒，其平均粒径为0.5毫米。控制反应温度为150℃，在300rpm转速下磁力搅拌，反应2h。向反应产物悬浮液中鼓入空气，观察泡沫的丰富程度及存留时间，可见泡沫丰富，泡沫维持时间为40秒。将反应产物过滤，用表面张力仪测试含有表面活性剂的滤液，表面张力为46mN/m。取滤液移入旋转蒸发器，在真空条件下将滤液蒸干，残留物即表面活性剂产品，其收率约为25%。实施例三 [0023] 将1克木糖溶于20克水，放入水热反应釜，向反应釜中加入0.1克金属铜粉，其平均粒径为0.01毫米。控制反应温度为150℃，在300rpm转速下磁力搅拌，反应6h。向反应产物悬浮液中鼓入空气，观察泡沫的丰富程度及存留时间，可见泡沫丰富，泡沫维持时间为51秒。将反应产物过滤，用表面张力仪测试含有表面活性剂的滤液，表面张力为44mN/m。取滤液移入旋转蒸发器，在真空条件下将滤液蒸干，残留物即表面活性剂产品，其收率约为19%。 实施例四 [0024] 将1克麦芽糖溶于20克水中，放入水热反应釜，向反应釜中加入1克金属铁箔，尺寸为10毫米×2毫米×0.1毫米。控制反应温度为250℃，在300rpm转速下磁力搅拌，反应4h。向反应产物悬浮液中鼓入空气，观察泡沫的丰富程度及存留时间，可见泡沫丰富，泡沫维持时间为35秒。用表面张力仪测试含有表面活性剂的滤液，表面张力为47mN/m。将反应产物过滤，取滤液移入旋转蒸发器，在真空条件下将滤液蒸干，残留物即表面活性剂产品，其收率约为13%。实施例五 [0025] 将1克蔗糖溶于20克水，放入水热反应釜，向反应釜中加入0.1克铁钴合金颗粒，其平均粒径为2毫米。控制反应温度为300℃，在300rpm转速下磁力搅拌，反应0.1h。向反应产物悬浮液中鼓入空气，观察泡沫的丰富程度及存留时间，可见泡沫丰富，泡沫维持时间为27秒。将反应产物过滤，用表面张力仪测试含有表面活性剂的滤液，表面张力为46mN/m。取滤液移入旋转蒸发器，在真空条件下将滤液蒸干，残留物即表面活性剂产品，其收率约为5%。实施例六 [0026] 将0.5克纤维二糖溶于20克水，放入水热反应釜，向反应釜中加入0.1克金属镍颗粒，其平均粒径为0.01毫米。控制反应温度为100℃，在300rpm转速下磁力搅拌，反应6h。向反应产物悬浮液中鼓入空气，观察泡沫的丰富程度及存留时间，可见泡沫丰富，泡沫维持时间为25秒。将反应产物过滤，用表面张力仪测试含有表面活性剂的滤液，表面张力为48mN/m。取滤液移入旋转蒸发器，在真空条件下将滤液蒸干，残留物即表面活性剂产品，其收率约为13%。实施例七 [0027] 将0.5克直链淀粉溶于20克水，放入水热反应釜，向反应釜中加入0.1克金属钼颗粒，其平均粒径为0.2毫米。控制反应温度为150℃，在300rpm转速下磁力搅拌，反应2h。向反应产物悬浮液中鼓入空气，观察泡沫的丰富程度及存留时间，可见泡沫丰富，泡沫维持时间为15秒。将反应产物过滤，用表面张力仪测试含有表面活性剂的滤液，表面张力为51mN/m。取滤液移入旋转蒸发器，在真空条件下将滤液蒸干，残留物即表面活性剂产品，其收率约为 12%。 实施例八 [0028] 将1克纤维素分散于20克水中，放入水热反应釜，向反应釜中加入0.1克铁锰合金颗粒，其平均粒径为0.1毫米。控制反应温度为250℃，在300rpm转速下磁力搅拌，反应4h。向反应产物悬浮液中鼓入空气，观察泡沫的丰富程度及存留时间，可见泡沫丰富，泡沫维持时间为10秒。将反应产物过滤，用表面张力仪测试含有表面活性剂的滤液，表面张力为53mN/m。取滤液移入旋转蒸发器，在真空条件下将滤液蒸干，残留物即表面活性剂产品，其收率约为8%。 |
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