[发明专利]一种漆酶处理制备多孔蔗渣纤维材料的方法

说明书

本发明公开了一种漆酶处理制备多孔蔗渣纤维材料的方法，采用漆酶对蔗渣进行处理，制备多孔蔗渣纤维材料。本发明通过控制处理条件，对制得的多孔纤维材料的平均孔径、孔径分布、比表面积进行有效控制，操作简单，绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种漆酶处理制备多孔蔗渣纤维材料的方法，属于化工、建材、环保、和制浆造纸技术等领域。

背景技术

我国非木材资源丰富，其中蔗渣是一种成本低廉和环境友好的可再生纤维资源。就云南省蔗渣资源来说，云南甘蔗占本省非木材资源的23%，作为产糖大省，然而榨糖后的蔗渣利用率不高，大部分都燃烧或者废弃，只有一小部分用于造纸，还有一小部分作生物酒精炼制和废水处理等。不仅污染环境，更造成资源的浪费。因此，探索蔗渣的高效资源化利用具有重要意义。

多孔材料的研究范围很广，目前研究较多的为多孔半导体材料、多孔金属材料等，然而对于蔗渣制备多孔纤维材料的研究较少。多孔纤维材料孔径的可调性拓宽了多孔纤维材料的应用范围，如压制密度板、多孔纤维碳化制备高比表面积碳材料、作为吸附材料等。有效的调控纤维的孔径是提高纤维附加值及其经济效益的有效手段。目前用于调控纤维孔隙的方法主要有两种：一种是通过压榨或干燥的方法可以降低纤维的孔隙率，如通过湿压榨，控制蔗渣纤维纳米孔隙率的国外技术发现，压力最低（21MPa）时，可以降低绝大部分浆料的纳米孔隙率，有利于生物质的转化；另一种是通过对原料进行处理，能有效的增加纤维的孔隙率，如周敏通过蒸汽爆破法，使麦草表面孔隙率增加，提高半纤维素的溶出。

发明内容

本发明的目的是提供一种漆酶处理制备多孔蔗渣纤维材料的方法，包括以下步骤：

（1）将蔗渣与水按质量比为1:4-1:10混合置于反应器中，用浓度为0.01-1mol/L的稀酸或稀碱调节蔗渣和水的悬浮液的pH值为3.2-9，调节温度为15-60℃，通入空气0-10min后，按相对每克绝干蔗渣（完全不含水分的蔗渣即为绝干蔗渣）加入漆酶40-150U，混合均匀，反应60-400min，反应过程中可通入或不通入空气；

（2）反应结束后用200-400目滤网过滤，洗涤至中性，即得多孔蔗渣纤维材料，酶液可回收重复利用。

原理：蔗渣是一种介孔结构的可再生生物质资源，具有结构疏松、木质化程度较低、孔容较大、有序且可调的孔道结构等特点，因此蔗渣经过一定的处理，可以提高其广泛应用于各个领域的潜能。漆酶生物处理脱木素的选择性较好，在处理过程中能使木素降解溶出，通过对处理过程中条件的控制，从而能够实现对蔗渣原料孔径的控制。利用漆酶对原料进行处理，控制原料孔径在一定范围变化，且是一种温和的控制原料孔径变化的方法。本发明采用漆酶对蔗渣进行处理，制备多孔蔗渣纤维材料，通过控制处理条件，对制得的多孔纤维材料的平均孔径、孔径分布、比表面积进行有效控制，从而控制材料结构性质的变化，对提高蔗渣的高效资源化利用具有重要意义。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过控制漆酶对蔗渣的处理条件，能够有效的调控制得的多孔纤维材料的平均孔径、孔径分布及表面积，提高了多孔蔗渣纤维材料的应用潜力，拓宽了蔗渣的应用面；

（2）制得的多孔纤维材料平均孔径为5.0-8.5nm，比表面积为1.0-1.2m²/g，2-10nm的孔隙比例分数大于60%（未处理蔗渣平均孔径为5.48nm，比表面积为0.8995m²/g，2-10nm的孔隙比例为46.20%）；常温下，较未处理蔗渣在20min内碱吸收量提高最高达85%（未处理蔗渣20min内碱吸收量最高为8.03g/100g绝干蔗渣）；

（3）酶具有专一性，用漆酶对原料进行处理，不会作用于原料的纤维素和半纤维素，因此保证了处理后材料的品质；

（4）本发明操作简单，原料为可再生资源蔗渣，且价格低廉、绿色环保，环境友好。

具体实施方式