木质素分离方法晌研究进展-researchgate

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1、●●环保治理●木质素分离方法晌研究进展■孙勇李佐虎萧忻陈洪章(国家生化工程重点实验室，中国科学院过程工程研究所北京l00080)摘要：综述现有使用酸、碱、超临界，两水相、缓和氢解、离子液等手段分离木质素的方法，指出现有分离技术的发展方向与趋势。不同分离手段将得到不同结构与性质的木质素，并决定着其后续的使用与开发。组分分离与利用应遵循生态化过程中能量与物质的多级利用与多级循环原则。应开发出以利用木质素为目标的分离手段，并将木质素的结构研究与其应用研究有机结合起来，依据其不同的用途，选择不同的分离方法。关键词：木素；分离；生态化；全利用中图分类号：TQ551

2、．57+7文献标识码：A交童编号：1007—9211(2005)10-0058—04价值与经济价值，甚至直接造成它们使用价值的“短路”。因此，总结与分析木质素的分离手段，无论对于其结构研究，还是进一步深加工利用木质素，都十分必要。l酸木质素Klason⋯使用64％～72％的浓硫酸水解碳水化合物分离出木质素，称为Klason木质素。由于Klason木质素测量简便，使得它在很多测量当中得到了广泛应用，但是，此方法不太适于木质素的结构研究。Willstatter~z1首次使用40％～42％的发烟浓盐酸在0℃下溶解纤维素，分离得到盐酸木质素或Willstatte

3、r木质素，与Klason木质素相比，可以应用于结构性的研究。Erckel等1使用70％～75％的浓氢氟酸(HF)溶解纤维素分离出氢氟酸木质素；生物质的有效利用，特别是农业废弃物如秸秆的有Purves~忮用高碘酸分离出Purves木质素；Freudenberg效利用，已经成为当今人类可持续发展的重点之一。生物使用冷甲酸溶剂提取脱胶的云杉木粉，得到了占原料质中纤维素、半纤维素、木质素的分离问题，是直接关系2％～3％的木质素，其中甲氧基含量约为15％；Pauly使到能否有效地利用生物质的关键。其中木质素的脱除、分用含有0．5％稀硫酸的醋酸并使用真空干燥，将碳水

4、化合离与应用是最为棘手的，同时也是展开研究较多但取得物溶于溶液中，清水洗涤过滤物，得到灰白色粉末乙酸木进展较慢的领域。研究木质素，首要的就是分离出木质质素1。亚硫酸盐制浆最大的副产物就是磺酰木质素，结素。目前从工业意义上分离纤维素、半纤维素、木质素的构如图1[7l。方法无论是无机酸碱蒸煮还是有机溶剂萃取，仍然局限专业提供学术期刊、学位论文下载、外文文献检索下载服务购买地址:http://wxfw.taobao.com于制浆造纸。其最大的问题是不能对于植物组织这三大组分(纤维素、半纤维素、木质素)有一个全面综合的价值观。所使用的分离方法往往是顾此失彼。特别

5、是造纸制浆，这一最大规模的三组分分离过程，是以最大程度上保留纤维素，而尽可能破坏木质素结构以去除木质素为代价的分离手段。由于作为副产物的木质素以及半纤维素的结构被部分甚至完全破坏，大大地降低了它们的化学基金项目：国家高技术研究发展计划(975计划)资助课题(批准号：2O04CB719701)。58中华氓-g26~g10期2005年10月-通常磺酰木质素的分离方法有：(1)基于磺酰木质素溶液分离出碱醇木质素；使用烟道气或无机酸酸沉，并用与氢氧化钙Ca(oH)，或碱性醋酸钙生成不溶性的盐沉淀，有机溶剂如氯仿、苯等萃取纯化硫化木质素。生成物如图2；(2)盐析：

6、通过向亚硫酸溶液中加入KC1、3有机溶剂木质素NaC1、Na，SO等盐，将磺酰木质素沉淀析出；(3)使用碱性芳香族化合物分离磺酰木质素，其中萘铵的分离效果目前，随着可持续发展观念的广泛认同与接受，绿色较好；(4)使用透析分离磺酰木质素。化学过程成为研究的热点。这就要求组分分离过程既要做到分离产物的多级有效利用，而且还要考虑到分离药剂更为有效的循环使用。在这样的背景下，有机溶剂受到广泛关注。因为，使用有机溶剂分离纤维素、半纤维素、木质素与现有的碱法或酸法制浆相比有许多优势：(1)使用真空干燥，可以使萃取物与溶剂较为快速有效的分离；(2)萃取液可以通过冷凝回

7、收循环使用，减少了污染物对环境的排放；(3)使用有机溶剂使萃取环境相对温和，对木质素的变性程度较少，便于后续的化学改性的实施。但酸溶液虽然能使纤维素水解变成水溶液并使木质素是有机溶剂制浆仍然需要高温高压，目前完全工业化尚沉淀，然而这种分离方法自身却有很大的不足。因为在温存许多技术困难，使其应用受到很大限制。度升高和质子的作用下，木质素在酸性条件下产生正碳使用甲醇、水，以Co(OAc)，为催化剂，210℃下溶出木离子，如图3N示。质素，得到甲醇木质素。为了避免引入烷氧基，BraunsIl等使用甲醇，并以无水氯化氢(HC1)为催化剂，得到甲醇木质素；使用95

8、％的乙醇，再使用二氧杂环己烷以及乙醚，使其分离得到Brauns木质素nll；使用