生产氧化的木材产品的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产氧化的木材产品的方法，其包括步骤a)：将一种或多种木材产品的木屑在pH为8

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产氧化的木材产品的方法
专利

[0001]本专利技术涉及一种生产氧化的木材产品的方法，其包括步骤a)：将一种或多种木材产品的木屑在pH8
‑
14的碱性溶液中在氧气氛下在至少0.1MPa或至少0.9MPa的压力下进行反应。铜催化剂可以用于该方法中。
[0002]专利技术背景
[0003]木材产品如短轮作能源作物如木质素、软木和硬木包含这样的醇，其可以氧化以产生尤其是香草醛、香草酸、香草乙酮、丁香醛、藜芦醛和生物燃料。以经济上可行的方式大规模氧化木材产品是一个挑战。对于大规模生产来说，温度必须保持相对低(即低于200℃)，并且优先防止使用环境不友好的溶剂和催化剂。对于木材产品如木质素的氧化来说，已经使用了金属盐。有时候氧化是用催化剂如TEMPO来进行的。铜盐和TEMPO可以组合使用。几乎总是使用溶剂。
[0004]例如WO0050621公开了将TEMPO与铜组氨酸络合物用于氧化方法。WO2014/138707公开了对于使用在类卟啉材料中层化的金属氧化物的木质纤维材料的氧化性解聚的无溶剂方法的使用。这些铜络合物对于使用而言是敏感的和昂贵的，这使得它们对于用于大规模方法来说是不吸引人的。
[0005]AT501929公开了一种方法，由此在水与腈(例如使用乙腈)混合的有机溶剂中，将伯醇与铜粉和配体如双吡啶进行混合。将氧和TEMPO与碱一起加入。在该工艺中，没有测试非均相络合物分子如在木质素、软木或硬木中存在的那些。显示了在低于100℃的温度是不可行的。
[0006]Liu K.等，High
‑
stable CuPd
‑
Cu2O/Ti
‑
powder catalyst for low
‑
temperature gas—phase selective oxidation of alcohols，Catalysis Comm 67，54
‑
58，2015，公开了可以用于氧化醇的新型催化剂。该催化剂是铜
‑
钯或铜
‑
钛催化剂。氧化在220℃或更高的温度下进行。没有测试非均相络合物分子如在木质素、软木或硬木中存在的那些。在引言中，不鼓励使用纯铜。
[0007]Pande S.等，Resin
‑
immobilized CuO and Cu nanocompositions for alcohol oxidation，Org.Lett，第10卷第22期，5179
‑
5181，2008，公开了树脂固定的催化剂，其具有结合CuO的纳米结构。这个申请没有涉及木材产品中存在的醇的氧化。此外，与结合CuO的纳米结构相反，在这个论文中多次不鼓励使用Cu结合的纳米结构。没有测试纯的未结合的铜，也不存在任何关于氧化方法期间所用的温度的信息。
[0008]现有技术公开了木材产品的氧化方法，其中使用昂贵的催化剂或使用价格高的和/或环境不友好的溶剂，或其中温度或压力升高的方法。所有这些方法条件阻止该方法以环境可行的方式以大规模使用。
[0009]虽然对于木质素已经进行了诸多研究，但是对于木材本身如硬木或软木或木质素的氧化还知之甚少。
[0010]专利技术目标和概述
[0011]本专利技术的目标在于至少部分地克服上述问题，和提供一种生产氧化的木材产品的
改进方法。
[0012]这个目标通过一种生产氧化的木材产品的方法来实现，该方法包括以下或由以下组成：
[0013]步骤a)：将一种或多种木材产品的木屑在pH为8
‑
14的碱性溶液中，在氧气氛下在至少0.1MPa的压力下反应。一个方面涉及由木材产品如软木和硬木生产香草醛、香草酸、香草乙酮、丁香醛、藜芦醛和生物燃料的方法。
[0014]该新方法的优点在于氧化可以不使用金属催化剂来进行。这对于由木材产品生产打算用于药物或食品的化学品来说是尤其有利的。在一方面，放弃使用催化剂。在另一方面，放弃使用金属催化剂。
[0015]在另一方面，一种或多种木材产品的木屑是未准备的和非水解的木屑。在另一方面，该木材产品是软木或硬木或木质素的粗切屑，即在进入本专利技术的方法之前尚未被化学制备的木材产品。该方法的另一优点在于在该方法中使用木材产品之前不需要化学制备如水解。这节约了时间和成本二者。在一方面，一种或多种木材产品已经通过切割木材产品的木屑来机械地制备。木屑的平均直径可以是约2cm，或0.1
‑
10cm。
[0016]在又另一方面，压力是0.5
‑
10MPa或至少0.9MPa。通过将压力增加到0.8
‑
2MPa，该木材产品氧化得更快。在又另外的方面，压力是0.9
‑
1.1MPa。不希望受限于任何理论，木材木屑的自动催化看起来是在增加的压力下进行的。该新方法的一个优点在于木材产品中存在的醇的氧化可以通过使用氧和碱在粗的未处理的材料上进行。
[0017]在另一方面，步骤a)中的pH是10
‑
14，或12
‑
14。通过增加pH，一种或多种木材产品氧化得更快。
[0018]在一方面，该碱性溶液是具有碱的水溶液，该碱选自包含以下各项的组或由以下各项组成的组：NaOH、KOH、Ca(OH)2和Mg(OH)2。在一方面，该水溶液中的碱是NaOH。这些碱容易以低成本获得，这使得整体方法的成本最小化。这些碱还允许该方法的可放大性。
[0019]在另一方面，该碱性溶液的摩尔浓度是5M或更小。特别是在至少0.9MPa的压力下，与现有技术的方法相比，5M或更小的相对低的量可以用于该方法。这种较低的碱量改进了工艺条件如装置上的磨损和安全性。它降低了方法的成本。这也改进了该方法的可放大性。
[0020]本专利技术涉及一种生产氧化的木材产品的方法，该方法包括以下或由以下组成：步骤a)将一种或多种木材产品的木屑在摩尔浓度为5M或更小且pH为8
‑
14的具有碱的水溶液中，在0.5
‑
2MPa或至少0.9MPa的压力下在氧气氛下反应，该碱选自包含以下各项的组或由以下各项组成的组：NaOH、KOH、Ca(OH)2和Mg(OH)2。在另一方面，pH是12
‑
14。在另外的方面，碱是NaOH。在又另一方面，使用基本上纯的氧或纯氧。在又另外的方面，压力是0.9
‑
1.1MPa。
[0021]空气和氧二者都可以用于本专利技术的方法。有利地，使用基本上纯的氧或纯氧。氧的纯度可以是95％，或98％或99％，或99.9％。氧的纯度改进了氧化过程的反应速率。
[0022]在一方面，放弃使用空气。
[0023]在一方面，该温度低于160℃。该新方法可以不使用超过160℃的极端温度来进行，这降低了成本，尤其是当该方法以大规模进行时。在一方面，该温度是50
‑
160℃，或60
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生产氧化的木材产品的方法，其包括：步骤a)：将一种或多种木材产品的木屑在pH为8
‑
14的碱性溶液中，在氧气氛下在至少0.1MPa的压力下进行反应。2.根据权利要求1所述的方法，其中该压力是0.5
‑
10MPa或至少0.9MPa。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中该碱性溶液是具有选自以下的碱的水溶液：NaOH、KOH、Ca(OH)2和Mg(OH)2。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该碱性溶液的摩尔浓度是5M或更小。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用基本上纯的氧。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该温度低于160℃。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该pH是10
‑
14。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该一种或多种木材产品的木屑是未准备的和非水解的木屑。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该一种或多种木材产品是一种或多种选自软木和硬木的短轮作能源作物。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该一种或多种木材产品是一种或多种选自松木、云杉、桦木和雪松的软木。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该一种或多种木材产品是一种或多种选自山杨、棉木、山毛榉、白杨、柳木和桉树的硬木。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该一种或多种木材产品是木质素。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：有机燃料瑞典公司，
类型：发明
国别省市：