一种海水中降解木质素的方法技术

本发明专利技术公开了一种海水中降解木质素的方法，在150-500°C温度下，将木质素与海水混合反应不小于0.5小时后，分离得到酚类化合物的混合产物，其总重量占投入料中木质素重量的20%以上。该方法具有原料来源广、分离简单、产物收率高等优点，适用于以生物质资源为原料制备松柏醇、香豆醇、香草醛、紫丁香基衍生物等酚类化合物。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，在150-500°C温度下，将木质素与海水混合反应不小于0.5小时后，分离得到酚类化合物的混合产物，其总重量占投入料中木质素重量的20%以上。该方法具有原料来源广、分离简单、产物收率高等优点，适用于以生物质资源为原料制备松柏醇、香豆醇、香草醛、紫丁香基衍生物等酚类化合物。【专利说明】
本专利技术属于能源领域，具体涉及到
技术介绍
随着地下碳资源减少和利用难度增大，人类需要寻求可持续的地上碳资源，以实现地表外的零碳排放的可持续发展。木质素是地球上排在纤维素、甲壳素之后存在量为第三的有机碳资源，估计每年全世界由植物生长可产生1500亿吨木质素，利用前景广阔。木质素的基本结构单元含有芳环结构，是可持续碳资源中唯一具有芳环结构的物质，是替代和补充现有以化石资源为原料制备芳香化合物的重要途径之一。木质素的目前利用方法利用了木质素的高能量(锅炉燃烧)、极性多官能团(建材、油田)、含碳(热裂解、加氢脱氧)等性质，破坏了其独特的芳环结构。木质素是由苯基丙烷类结构单元通过C-C键和醚键连接而成的三维高分子化合物，选择解离醚氧键是获取具有芳环单体化合物的关键。文献和专利报道的方法在强酸、强碱、粒子液体、超临界溶剂或者有机溶剂中，实现醚氧键的断裂。专利CN101680167A公开了一种木质素的降解方法，在杂多酸催化下，使用有机溶剂将木质素转化为1-3个苯环结构的化合物，包括香草醛及其衍生物等。专利CN102548935A公开了一种将木质素转化为液体燃料的方法，在负载型金属催化剂下，生成饱和和/或部分饱和烃如萘、链烷烃、烯烃、二烯烃等的混合产物。文章(J.Am.Chem.Soc., 2011, 133，pp 14090-14097)报道了采用超临界CO2反应体系和C20 PMO催化剂，转化木质素到环烷烃。但这些方法原料成本和分离成本较高，尤其是热裂解和加氢裂解路线，破坏苯环结构，降低了其利用价值。生物质转化利用不应与人类争饮用水。海水占地球水资源的97.4%，因其含有丰富的无机盐、氨基酸等物质，饮用利用成本高，但其作为工业生产用水，取用成本低。海水中的盐分可作为降解木质素的催化剂，低成本制备高附加值酚类化合物。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低成本从木质素制备高附加值酚类化合物的方法。这种方法和迄今为止报道的方法显著不同。该过程不需要额外加入催化剂，只需要将海水与木质素混合反应，分离后即可得到有机液体产物，收率大于20%。海水中的盐分起到催化作用。木质素醚氧键和碳碳键断裂可能通过以下路径进行。在一定温度下，盐分起到极化水分子的作用，为醚氧键断裂提供活波氢或者活波羟基。这些活性物种攻击醚氧键和碳碳键，使之断裂，但由于其活性有 限，苯环的C (SP2)-H键和芳香性结构保留下来，生成酚类化合物为主要产物。【权利要求】1.，在150-500° C温度下，将木质素与海水混合反应不小于0.5小时后，分离得到酚类化合物的混合产物；投料中木质素占海水的重量百分比为0.01 ~70%ο2.按照权利要求1所述的方法，所述酚类化合物为松柏醇、香豆醇、香草醛、紫丁香基衍生物中的一种或二种以上。3.按照权利要求1所述的方法，所述的海水指天然海水或者人工海水。4.按照权利要求1所述的方法，较佳反应温度为200-350° C，最佳温度为250-300° Co5.按照权利要求1或4所述的方法，较佳反应时间为I~20小时，最佳反应时间为2-8小时。6.按照权利要求1所述的方法， 投料中木质素占海水的重量百分比较佳为5~50%，最佳为15~30%。7.按照权利要求1所述的方法， 所用的木质素原料可以在以下任意一种选取:天然植物的根、茎、叶、皮、果实壳等木质素中的一种或二种以上、造纸厂废料中的木质素磺酸钠和碱木质素、采用溶剂提取后的木质素、生物处理后的木质素中的一种或二种以上； 木质素原料中木质素的含量可以为1-100%(重量)。8.按照权利要 求1所述的方法，产物分离方法为:将反应后的液体加入萃取剂萃取产物，萃取剂为氯仿、二氯甲烷、乙醚、石油醚、甲苯、苯、二氧六环等中的一种或二种以上，萃取剂相分离后，经蒸馏除去萃取剂后得到混合产物；主要产物为酚类化合物；分离得到有机产物的总重量占投入料中木质素重量的20%以上。【文档编号】C07C37/54GK103819310SQ201210462422【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2012年11月16日 【专利技术者】王峰, 宋奇, 徐杰, 王业红, 张晓辰 申请人:中国科学院大连化学物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海水中降解木质素的方法，在150?500°C温度下，将木质素与海水混合反应不小于0.5小时后，分离得到酚类化合物的混合产物；投料中木质素占海水的重量百分比为0.01～70%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，宋奇，徐杰，王业红，张晓辰，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：