【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，属于化学合成。
技术介绍
1、酸碱指示剂是一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱，当其与酸碱作用时，分子与离子之间相互转化，由于其分子和离子具有不同的颜色，因而其溶液颜色随着ph不同而发生变化。常用酸碱指示剂包括酚酞、百里酚蓝、溴酚蓝、甲基橙、甲基黄、甲基红、中性红、刚果红，均采用有毒原料通过有机反应合成，成本较高且对环境构成一定污染。因此，需要探寻一种利用无毒原料、简便合成酸碱指示剂的方法。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种酸碱指示剂的合成方法，该方法能够利用无毒无害、低成本的纤维素和含有纤维素的材料作为原料，通过简便、环保的生产流程来制备酸碱指示剂。
2、解决上述技术问题的技术方案是：一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，包括以下步骤：将纤维素原料与难挥发性酸按质量比1﹕0.1～0.8混合，置于高温空气中加热炭化，炭化温度为80℃～250℃，炭化时间为0.2～6小时，加水洗涤炭化物，加碱中和悬浮液，过滤，收集滤液，去除无机盐，将水分蒸干，得到酸碱指示剂。
3、所述纤维素原料是纤维素和/或含有纤维素的材料，所述难挥发性酸包括硫酸、磷酸、高氯酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、苯甲酸中的一种或几种。
4、进一步的，含有纤维素的材料包括木本植物、草本植物、农业废弃物、纸、细菌纤维素中的一种或几种。
5、进一步的，制备的酸碱指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色。
6、
7、进一步的，炭化温度为170℃～230℃。
8、进一步的，炭化时间为3～5小时。
9、进一步的，加水洗涤炭化物的操作为：向炭化物中加入水浸泡炭化物，并充分搅拌，水的用量按1g纤维素原料加入0.8～1.5ml水计。
10、进一步的，去除无机盐的操作为：取滤液蒸发水分后得浓缩液，将浓缩液降温到0～5℃，使无机盐结晶析出，过滤去除无机盐。
11、本专利技术合成酸碱指示剂的原理是：
12、在高温有氧环境中，在酸的催化下，纤维素发生脱水、氧化、缩合反应，生成含有酚羟基、羧基的物质，在水洗之后形成溶液，这些物质本身是弱酸，接触碱后失去质子，变为碱式分子结构，由于酸、碱式分子结构呈现不同的颜色，故可指示溶液的酸碱性。
13、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
14、纤维素原料价格低廉、来源广泛、易于获取、可快速再生，炭化加工过程简单，不产生毒气和有毒液体，产物分离简便。
15、说明书附图
16、图1：本专利技术实施例一制备的酸碱指示剂的紫外可见吸收光谱。
17、图2：本专利技术实施例一制备的酸碱指示剂的红外可见吸收光谱。
18、图3：本专利技术实施例一制备的酸碱指示剂的拉曼光谱。
19、实施方式
20、所需设备包括：加热炉，过滤装置，蒸发装置等。
21、实施例一
22、充分混合1克微晶纤维素与0.3克硫酸，将混合物放入马弗炉，设定加热温度为180℃，高温处理4小时。取出炭化物，加1毫升水浸泡炭化物，并充分搅拌；滴加10%naoh溶液，将悬浮液的ph调到7；过滤，收集滤液，置于旋转蒸发器中蒸发水分，将浓缩液降温到5℃，使硫酸钠结晶析出，过滤去除硫酸钠，蒸干滤液中的水分，残留物即酸碱指示剂产品，其收率约为13%。所制备的指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色。测试酸碱指示剂产品的紫外可见吸收光谱（如图1所示），发现：在ph=2的酸性条件下，波长400～800nm的可见光区无吸收峰，对应裸眼观察的无色溶液。在ph=11的碱性条件下，波长400～800nm的可见光区有明显的吸收峰，绿光的互补光被溶液吸收，所以裸眼观察到溶液显绿色。红外光谱（如图2所示）显示，产品含有大量共轭的c=c、c=o基团，这是典型的显色基团，也是目标产物显示绿色的结构基础。如图3拉曼光谱显示样品有强荧光效应，表明样品含有大量能吸收紫外线的物质，这也证实了c=c、c=o不饱和基团的存在。
23、实施例二
24、充分混合1克杨木木屑与0.3克磷酸，将混合物放入马弗炉，设定加热温度为220℃，高温处理1小时。取出炭化物，加1毫升水浸泡炭化物，并充分搅拌；滴加10%naoh溶液，将悬浮液的ph调到7；过滤，收集滤液，置于旋转蒸发器中蒸发水分，将浓缩液降温到0℃，使磷酸氢二钠及磷酸一氢钠结晶析出，过滤除去磷酸氢二钠及磷酸一氢钠，蒸干水分，残留物即酸碱指示剂产品，其收率约为5%。所制备的指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色，且随着碱性增强、颜色变深。
25、实施例三
26、充分混合1克风干稗草与0.3克高氯酸，将混合物放入马弗炉，设定加热温度为80℃，高温处理6小时。取出炭化物，加1毫升水浸泡炭化物，并充分搅拌；滴加10%naoh溶液，将悬浮液的ph调到7；过滤，收集滤液，置于旋转蒸发器中蒸发水分，将浓缩液降温到0℃，使高氯酸钠结晶析出，过滤除去高氯酸钠，蒸干水分，残留物即酸碱指示剂产品，其收率约为6%。所制备的指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色，且随着碱性增强、颜色变深。
27、实施例四
28、充分混合1克干稻草与0.3克苯磺酸，将混合物放入马弗炉，设定加热温度为130℃，高温处理3小时。取出炭化物，加1毫升水浸泡炭化物，并充分搅拌；滴加10%naoh溶液，将悬浮液的ph调到7；过滤，收集滤液，置于旋转蒸发器中蒸发水分，将浓缩液降温到5℃，使苯磺酸钠结晶析出，过滤除去苯磺酸钠，蒸干水分，残留物即酸碱指示剂产品，其收率约为3%。所制备的指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色，且随着碱性增强、颜色变深。
29、实施例五
30、充分混合1克a4打印纸与0.3克硫酸，将混合物放入马弗炉，设定加热温度为220℃，高温处理0.2小时。取出炭化物，加1毫升水浸泡炭化物，并充分搅拌；滴加10%naoh溶液，将悬浮液的ph调到7；过滤，收集滤液，置于旋转蒸发器中蒸发水分，将浓缩液降温到5℃，使硫酸钠结晶析出，过滤去除硫酸钠，蒸干水分，残留物即酸碱指示剂产品，其收率约为4%。所制备的指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色，且随着碱性增强、颜色变深。
31、实施例六
32、充分混合1克细菌纤维素（由木醋杆菌产生）与0.3克对甲苯磺酸，将混合物放入马弗炉，设定加热温度为115℃，高温处理4小时。取出炭化物，加1毫升水浸泡炭化物，并充分搅拌；滴加10%naoh溶液，将悬浮液的ph调到7；过滤，收集滤液，置于旋转蒸发器中蒸发水分，将浓缩液降温到5℃，使对甲苯磺酸钠结晶析出，过滤去除对甲苯磺酸钠，蒸干水分，残留物即酸碱指示剂产品，其收率约为5%。所制备的指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色，且随着碱性增强本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：含有纤维素的材料包括木本植物、草本植物、农业废弃物、纸、细菌纤维素中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：制备的酸碱指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色。
4.根据权利要求3所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：纤维素原料与难挥发性酸按质量比1﹕0.2～0.4混合。
5.根据权利要求3所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：炭化温度为170℃～230℃。
6.根据权利要求3所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：炭化时间为3～5小时。
7.根据权利要求3所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：加水洗涤炭化物的操作为：向炭化物中加入水浸泡炭化物，并充分搅拌，水的用量按1g纤维素原料加入0.8～1.5ml水计。
8.根据权利要求3所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其
...【技术特征摘要】
1.一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：含有纤维素的材料包括木本植物、草本植物、农业废弃物、纸、细菌纤维素中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：制备的酸碱指示剂在酸性及中性环境中无色，在碱性环境中显绿色。
4.根据权利要求3所述的一种纤维素合成酸碱指示剂的方法，其特征在于：纤维素原料与难挥发性酸按质量比1﹕0.2～0.4混合。
5.根据权利要求3所述的一种纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾硕，高凯莉，冯振华，玉万国，黄承都，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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