[发明专利]一种四丁基季鏻羧酸盐在木质素溶解中的应用

说明书

本发明涉及木质素溶解技术领域，具体涉及一种四丁基季鏻羧酸盐在木质素溶解中的应用。所述的四丁基季鏻羧酸盐为四丁基铵羧酸盐和四丁基鏻羧酸盐中的至少一种；其中，四丁基铵羧酸盐的结构式如式Ⅰ所示，四丁基鏻羧酸盐的结构式如式Ⅱ所示；本发明还提供了一种包含上述四丁基季鏻羧酸盐的木质素溶剂，该木质素溶剂成本低、绿色环保、无腐蚀性，在常温下可使木质素高效溶解，并且溶剂易回收循环使用，无污染物排放，因此无需使用耐腐蚀设备，不需要加热装置或耐高压设备，节约原料和能源、投资成本低，实用性强，易实现工业化推广。

技术领域

本发明涉及木质素溶解技术领域，具体涉及一种四丁基季鏻羧酸盐在木质素溶解中的应用。

背景技术

木质素是构成植物骨架的主要成分之一，全世界每年由植物的生态循环链再生的木质素约达500亿吨，是自然界中仅次于木质素的第二大可再生、可生物降解资源，也是自然界中唯一环境友好的芳香族天然高分子化合物。木质素可以用作重要的化工原料。

然而，在化学工业中木质素远远没有被充分利用，主要是因为现有工艺中木质素分离提取工艺复杂、成本高或污染严重。目前，木质素一般作为木材水解工业和造纸工业的副产物，由于得不到充分利用，变成了环境污染物。已报道的分离提取木质素的方法有碱法、亚硫酸盐法、有机溶剂法、热磨机械法等(Chem.Rev.2010,110,3552)。其中有机溶剂法被认为是最好的分离木质素的技术。但是该法分离得到的木质素分子量低，活性高不稳定，而且常在高温高压下操作，因此需要耐高温高压设备。

近年来，离子液体在分离提取木质素的研究方面取得了重要的研究成果(J.WoodChem.Technol.2007，27:23；Green Chem.2009,11,339；Biotechnol.Bioengineer.2009，102,1368；J.Agric.Food Chem.2010,58,2915；Green Chem.2011,13,3255；GreenChem.2011,13,3124；J.Chem.Technol.Biotechnol.2013，88,1248；Aust.J.Chem.2012,65,1465)。但是离子液体的不足之处是价格昂贵、粘度大、分离木质素温度高，从而导致机械搅拌装置机械强度和和成本增加。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种四丁基季鏻羧酸盐在木质素溶解中的应用，其中，四丁基季鏻羧酸盐可用于溶解木质素，绿色环保、无腐蚀性，可生物降解，不污染环境。

本发明的另一目的在于提供一种木质素溶剂，该木质素溶剂包含上述四丁基鏻羧酸盐，该木质素溶剂成本低、绿色环保、无腐蚀性，在常温下可使木质素高效溶解，并且溶剂易回收循环使用，无污染物排放，因此无需使用耐腐蚀设备，不需要加热装置或耐高压设备，节约原料和能源、投资成本低，实用性强，易实现工业化推广。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种四丁基季鏻羧酸盐在木质素溶解中的应用，所述的四丁基季鏻羧酸盐为四丁基铵羧酸盐和四丁基鏻羧酸盐中的至少一种；其中，四丁基铵羧酸盐的结构式如式Ⅰ所示，四丁基鏻羧酸盐的结构式如式Ⅱ所示；

其中，R₁为甲酸根、乙酸根、丁酸根、己酸根，R₂为乙酸根、丙酸根、丁酸根或己酸根；

所述的四丁基季鏻羧酸盐的制备方法，包含如下步骤：

将羧酸加入四丁基季鏻氢氧化物水溶液中，搅拌反应；然后除杂，得到四丁基季鏻羧酸盐；

所述的羧酸优选为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和己酸中的至少一种；

所述的羧酸与四丁基季鏻氢氧化物的摩尔比优选为1：1；

所述的四丁基鏻氢氧化物水溶液的质量分数优选为40％；