【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质能利用，具体涉及一种绿色高效预处理生物质及其用于选择性制备2,3-二氢苯并呋喃的应用。
技术介绍
1、热解是生物质能源转化利用的主要方法之一，热解反应是一种清洁环保且操作方便的转化方法，所得生物油中含有多种高附加值的化学品，其中2,3-二氢苯并呋喃具有很高的药用价值，可用于创伤性和缺血性中枢神经系统损伤等。由于2,3-二氢苯并呋喃主要是从木质纤维素生物质中的纤维素和半纤维素中反应得到，故将木质素从生物质中分离出来是生物质高值化利用的主要挑战。进行适当的预处理可以选择性的脱除木质素，使后续的热解反应具有更高的选择性。
2、目前，常用预处理方法主要包括物理预处理、化学预处理、物理化学预处理、生物预处理等；物理预处理操作简单，但处理效果更偏向于物质的结晶度和尺寸，物质内部的活性键很难破坏；化学预处理目前比较成熟，但酸碱废液处理成本高，处理不当对环境的危害较大；物理化学预处理蒸汽爆破或氨纤维爆破设备操作复杂，成本较高；生物法作用条件苛刻且周期较长，酶活性也偏低。
3、专利cn115772273a提供了一种有机溶剂包括甘油缩甲醛、酸、碱等进行预处理，反应过程压力低，溶剂可循环使用，但是制备过程比较复杂，酸、碱等产生的废液处理比较昂贵，对环境有害。专利cn115976116a提供了一种预处理方法，用蒸汽爆破和低共熔溶剂对生物质进行处理，得到了较高的木质素脱除率，但是会影响纤维素的结构，处理效果不稳定等缺点。专利cn115873136a提供了一种低共熔溶剂预处理方法，溶剂为氯化胆碱-乙二醇-对甲基苯
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种绿色高效预处理生物质及其用于选择性制备2,3-二氢苯并呋喃的应用。本专利技术提供了一种绿色高效的生物质预处理方法，可以在低温实现80％以上的脱木质素效率，且2,3-二氢苯并呋喃的选择性可高于40％。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种绿色高效预处理的生物质，生物质的预处理方法包括以下步骤：
4、1)将生物质原料粉碎，烘干，得到生物质粉末；
5、2)三元低共熔溶剂的制备：将氢键受体和水混合均匀，再将氢键供体乙二醇加入烧杯中，加热搅拌至透明均相溶液，得到三元低共熔溶剂；
6、3)微波反应：将步骤2)中的三元低共熔溶剂与步骤1)中的生物质粉末均匀混合后加入微波合成管中，微波合成管再置于微波合成仪的微波辐射下，进行微波预处理；之后将混合物进行离心，离心后将下层固体混合物收集，加入到氯化铵水溶液进行洗涤，洗涤后再将混合物进行离心、去离子水洗涤至中性、干燥，即得预处理后的生物质。
7、进一步地，步骤1)中生物质粉末的粒径在20～200目，优选40～60目。
8、进一步地，生物质为甘蔗渣、木屑、秸秆或松木树叶，优选为甘蔗渣。
9、进一步地，所述氢键受体包括氯化锌、氯化胆碱或甜菜碱，优选氢键受体为氯化锌。
10、进一步地，氢键受体和乙二醇的质量比是1:2～15，优选为1:8～10；水和乙二醇的质量比为1:0.2～1.0，优选为1:0.25-0.5。
11、进一步地，步骤2)中加热搅拌的温度为70-90℃，搅拌时间为10-80min，搅拌速度为200-600r/min。
12、进一步地，步骤3)中，生物质与三元低共熔溶剂的质量比是1:5-30，优选为1:10-20。
13、进一步地，步骤3)中进行微波预处理的反应条件为：微波功率为100～400w、处理温度为50～70℃、处理时间为10min～60min，微波功率优选为250～300w、处理温度优选为60～65℃、处理时间优选为25min～30min。
14、进一步地，步骤3)中，氯化铵水溶液的浓度为0.5-3mol/l，优选为1mol/l～2mol/l。
15、本专利技术还提供了所述的一种绿色高效预处理的生物质用于选择性制备2,3-二氢苯并呋喃的应用，应用方法为：在热解炉中进行热解反应，预处理的生物质装填在热解炉的恒温区中，通入n2吹扫排出空气，之后在n2气氛下进行反应，从室温以30-60℃/min的速率升温至反应温度500-550℃，并在反应温度500-550℃下恒温保持1-30min，优选为5～10min，热解产生的气体产物排出并进行冷凝收集下来，得到含有热解目标产物2,3-二氢苯并呋喃的液相产物。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
17、1)本专利技术一种绿色高效预处理方法，采用氯化锌-乙二醇-水三元低共熔溶剂进行处理，制作简单，可有效降低低共熔溶剂的粘度，原料易得无害，可循环利用，降低生产成本。
18、2)本专利技术提供的氯化锌-乙二醇-水三元低共熔溶剂中，锌具有溶剂和催化剂的双重功效，增加总氢键的数量，促进β-o-4键能的断裂，锌的加热可以提高溶剂的酸性位点，与水配体形成金属离子配合络合物，促进生物质裂解。
19、3)本专利技术一种绿色高效预处理方法，采用三元低共熔溶剂与微波协同作用，通过偶极子旋转和离子传导，可以显著减少预处理的反应时间，以更低能耗实现更均匀的热传递，可以实现在低温下的高木质素脱除率；低共熔溶剂与微波协同作用，可以提高溶液的极性，提高活性质子的稳定性。
20、4)本专利技术制得的低共熔溶剂预处理生物质后应用于生物质催化裂解方面，较直接裂解生物质相比，反应活化能降低，产物种类大幅度减少，后续提纯步骤的难度降低；所得总产物种类下降至十种内，且2,3-二氢苯并呋喃的选择性可达到42.718％。
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1.一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于生物质的预处理方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于步骤1）中生物质粉末的粒径在20~200目，优选40~60目。
3.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于生物质为甘蔗渣、木屑、秸秆或松木树叶，优选为甘蔗渣。
4.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于所述氢键受体包括氯化锌、氯化胆碱或甜菜碱，优选氢键受体为氯化锌。
5.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于氢键受体和乙二醇的质量比是1: 2~15，优选为1: 8~10；水和乙二醇的质量比为1: 0.2~1.0，优选为1:0.25-0.5。
6.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于步骤2）中加热搅拌的温度为70-90℃，搅拌时间为10-80min，搅拌速度为200-600r/min。
7.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于步骤3）中，生物质与三元低共熔溶剂的质量比是1:
8.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于步骤3）中进行微波预处理的反应条件为：微波功率为100~400W、处理温度为50~70℃、处理时间为10min~60min，微波功率优选为250~300W、处理温度优选为60~65℃、处理时间优选为25min~30min。
9.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于步骤3）中，氯化铵水溶液的浓度为0.5-3mol/L，优选为1moL/L~2moL/L。
10.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质用于选择性制备2,3-二氢苯并呋喃的应用，其特征在于在热解炉中进行热解反应，预处理的生物质装填在立式热解炉的恒温区中，通入N2吹扫排出空气，之后在N2气氛下进行反应，从室温以30-60℃/min的速率升温至反应温度500-550℃，并在反应温度500-550℃下恒温保持1-30min，优选为5~10min，热解产生的气体产物排出并进行冷凝收集下来，得到含有热解目标产物2,3-二氢苯并呋喃的液相产物。
...【技术特征摘要】
1.一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于生物质的预处理方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于步骤1）中生物质粉末的粒径在20~200目，优选40~60目。
3.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于生物质为甘蔗渣、木屑、秸秆或松木树叶，优选为甘蔗渣。
4.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于所述氢键受体包括氯化锌、氯化胆碱或甜菜碱，优选氢键受体为氯化锌。
5.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于氢键受体和乙二醇的质量比是1: 2~15，优选为1: 8~10；水和乙二醇的质量比为1: 0.2~1.0，优选为1:0.25-0.5。
6.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于步骤2）中加热搅拌的温度为70-90℃，搅拌时间为10-80min，搅拌速度为200-600r/min。
7.根据权利要求1所述的一种绿色高效预处理的生物质，其特征在于步骤3）中，生物质与三元低共熔溶...
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