复合氧化物催化剂的制备方法、降解木质素的方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种复合氧化物催化剂的制备及降解木质素的方法及应用，该制备方法，包括以下步骤：将硅铝酸盐前驱体和碱激发剂混合后，加入水和造孔剂搅拌均匀，注入模具中，养护，脱模后，即得复合氧化物催化剂；硅铝酸盐前驱体包括沸石粉、偏高岭土、高炉矿渣粉、粉煤灰中的至少一种。本发明专利技术制备的复合氧化物催化剂，能够有效的利用偏高岭土、粉煤灰和高炉矿渣粉体等铝硅酸盐前驱体，将其制备成无定形硅铝酸盐复合氧化物催化剂，该方法制备得到的复合氧化物催化剂可以在90

【技术实现步骤摘要】
复合氧化物催化剂的制备方法、降解木质素的方法及应用


[0001]本专利技术涉及木质素降解
，尤其涉及一种复合氧化物催化剂的制备方法、降解木质素的方法及应用。

技术介绍

[0002]木质纤维素作为生物质的重要组成部分，不仅种类丰富且分布十分广泛，是一种用途广泛的可再生资源。木质纤维素的主要成份为纤维素、半纤维素和木质素。其中，木质素作为仅次于纤维素的第二丰富的有机物，广泛存在于植物体的细胞壁中(约占15％～35％)。木质素主要是三种苯丙烷结构单元(愈创木基、紫丁香基和对羟基苯基)通过组成。木质素中的5
‑
5和β
‑
5两种价键的水解较为困难，这类高分子结构构成了木质纤维素的天然抗性屏障，制约了纤维在造纸行业的转化利用。
[0003]因此，有必要提供一种方法对木质素进行降解。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种复合氧化物催化剂的制备方法、降解木质素的方法及应用，以解决或部分解决现有技术中存在的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种复合氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将硅铝酸盐前驱体和碱激发剂混合后，加入水和造孔剂搅拌均匀，注入模具中，于50～70℃下养护10～15h，脱模后，即得复合氧化物催化剂；
[0007]其中，所述硅铝酸盐前驱体包括沸石粉、偏高岭土、高炉矿渣粉、粉煤灰中的至少一种。
[0008]优选的是，所述的复合氧化物催化剂的制备方法，所述硅铝酸盐前驱体、碱激发剂、水和造孔剂的质量比为(50～150):(100～150):(30～60):(2.5～10)。
[0009]优选的是，所述的复合氧化物催化剂的制备方法，所述碱激发剂包括：模数为1.5～3.0的工业钾水玻璃或模数为1.5～3.0的工业钠水玻璃；
[0010]所述造孔剂包括双氧水或十二烷基硫酸钠。
[0011]第二方面，本申请实施例还提供了一种降解木质素的方法，包括以下步骤：
[0012]将植物纤维置于反应锅炉中，然后加入水以及权利要求1～3中任一所述方法制备得到的复合氧化物催化剂，通入蒸汽进行加热，反应后，固液分离得到黑液和降解后的植物纤维。
[0013]优选的是，所述的降解木质素的方法，反应温度为90
‑
150℃、反应时间为0.5～2h。
[0014]优选的是，所述的降解木质素的方法，所述复合氧化物催化剂与所述植物纤维的质量比为1:(5
‑
10)；
[0015]所述植物纤维与水的质量比为1:(10
‑
30)。
[0016]优选的是，所述的降解木质素的方法，所述植物纤维包括木本纤维或草本纤维。
[0017]第三方面，本专利技术还提供了一种所述的方法制备得到的降解后的植物纤维在制备
纸张、人造板材中的应用。
[0018]本专利技术的一种复合氧化物催化剂的制备方法、降解木质素的方法及应用，相对于现有技术具有以下有益效果：
[0019](1)本专利技术的复合氧化物催化剂的制备方法，能够有效的利用工业废弃物偏高岭土、钢渣和矿渣等，将其制备成无定形硅铝酸盐催化剂，该制备得到的复合氧化物催化剂可以催化木质素降解；
[0020](2)本专利技术的降解木质素的方法，利用制备得到的复合氧化物催化剂，并通过控制工艺条件能调控木质素的降解率，获得的黑液与传统造纸工艺的黑液相比，碱性较低，容易处理；本专利技术的降解木质素的方法反应温度低，所需设备简单，能耗较低，绿色环保，所得植物纤维损伤小，制备得到的纸张强度较优。本专利技术工艺方法获得低成本、环保的降解木质素工艺的同时，获得的植物纤维可用于制浆造纸、人造板材等领域。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例1中制备得到的复合氧化物催化剂的XRD图谱。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本申请实施例提供了一种复合氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0025]将硅铝酸盐前驱体和碱激发剂混合后，加入水和造孔剂搅拌均匀，注入模具中，于50～70℃下养护10～15h，脱模后，即得复合氧化物催化剂；
[0026]其中，硅铝酸盐前驱体包括沸石粉、偏高岭土、高炉矿渣粉、粉煤灰中的至少一种。
[0027]需要说明的是，本申请通过将硅铝酸盐前驱体和碱激发剂混合，然后加水和造孔剂搅经过氧化得到复合氧化物催化剂，该复合氧化物催化剂化学组成中应包括Na2O或K2O，同时包含CaO、MgO、SiO2、Al2O3等氧化物组成，该方法制备得到的复合氧化物催化剂可以水热催化降解木质素。
[0028]在一些实施例中，硅铝酸盐前驱体、碱激发剂、水和造孔剂的质量比为(50～150):(100～150):(30～60):(2.5～10)。
[0029]在一些实施例中，碱激发剂包括：模数为1.5～3.0的工业钾水玻璃或模数为1.5～3.0的工业钠水玻璃；
[0030]造孔剂包括：双氧水或十二烷基硫酸钠。
[0031]本申请实施例的复合氧化物催化剂的制备方法，能够有效的利用工业废弃物偏高岭土、钢渣和矿渣等，将其制备成无定形硅铝酸盐催化剂，具体的该复合氧化物催化剂包括
Na2O或K2O，同时包含CaO、MgO、SiO2、Al2O3等，制备得到的复合氧化物催化剂可以催化木质素降解。
[0032]基于同一专利技术构思，本申请实施例还提供了一种降解木质素的方法，包括以下步骤：
[0033]将植物纤维置于反应锅炉中，然后加入水以及上述制备得到的复合氧化物催化剂，通入蒸汽进行加热，反应后，固液分离得到黑液和降解后的植物纤维。
[0034]在一些实施例中，反应温度为90
‑
150℃、反应时间为0.5～2h。通过控制反应时间和温度应，以保证降解后获得黑液中固形物含量控制在5
‑
30％之间，根据不同的用途采用不同的工艺参数。
[0035]在一些实施例中，复合氧化物催化剂与植物纤维的质量比为1:(5
‑
10)；植物纤维与水的质量比为1:(10
‑
30)。通过控制物料质量比，目的是保证降解后的黑液pH值保持在7.5
‑
9.5之间，如果碱度pH值小于7.5，应适当补充或置换复合氧化物催化剂。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅铝酸盐前驱体和碱激发剂混合后，加入水和造孔剂搅拌均匀，注入模具中，于50～70℃下养护10～15h，脱模后，即得复合氧化物催化剂；其中，所述硅铝酸盐前驱体包括沸石粉、偏高岭土、高炉矿渣粉、粉煤灰中的至少一种。2.如权利要求1所述的复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述硅铝酸盐前驱体、碱激发剂、水和造孔剂的质量比为(50～150):(100～150):(30～60):(2.5～10)。3.如权利要求1所述的复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱激发剂包括：模数为1.5～3.0的工业钾水玻璃或模数为1.5～3.0的工业钠水玻璃；所述造孔剂包括双氧水或十二烷基硫酸钠。4.一种降解木质素的方法，其特征在于，包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔学民，谈建立，王涛，戴玮兵，陈金玉，贺艳，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：