[发明专利]用离子液体催化玉米秸秆与玉米芯混合料制备糠醛的方法

说明书

用离子液体催化玉米秸秆与玉米芯混合料制备糠醛的方法属于农业废弃物利用技术；所述方法是：将玉米秸秆和玉米芯分别粉碎加工成1厘米以下的颗粒状；将粉碎后的玉米秸秆和玉米芯与浓度3％的离子液体催化剂N，N，N—三乙基—3—磺丙烷—1—氯化铵依次按质量3：1：1的比例加入到高压水解釜内，在130℃、0.2兆帕条件下催化水解反应2小时后，经萃取分离，得糠醛产品；本方法为玉米秸秆的综合利用提供开发了一条新途径，反应后玉米秸秆中纤维素转化率高，离子液体催化剂可循环使用，减轻对环境的污染，反应温度低，反应时间短，降低电耗，节约制备生产成本。

技术领域

本发明属于农业废弃物利用技术，主要涉及用离子液体催化玉米秸秆与玉米芯混合料制备糠醛的工艺技术。

背景技术

我国是农业大国，每年农业秸秆类废弃物年产出量约为9亿吨，除少量被用于饲料、燃料外，绝大多数被废弃或者焚烧，许多地区废弃量已占总量的80％以上，焚烧秸秆会产生颗粒物、一氧化碳、二氧化碳等污染物，在扩散条件不利情况下会对大气造成污染。由于秸秆焚烧影响的一般都是低空空气，因此对城市、乡村空气的污染更直接，这是导致重污染天气雾霾形成的重要原因，不仅仅危害环境、浪费资源，同时还存在巨大安全隐患。玉米秸秆的综合开发利用是解决上述问题的重要途径。传统的木质纤维素水解制备糠醛是在硫酸环境中进行，转化效率低，对环境污染严重，且酸性溶液对反应器的腐蚀性很强，最重要的是水解过程产生大量酸性废水。玉米秸秆内含有较多的木质纤维素，如何有效开发利用该原料成为本项目的研究方向。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合玉米秸秆综合开发利用发展的需要，提出一种用离子液体催化玉米秸秆与玉米芯混合料制备糠醛的方法，达到为农业废弃物的玉米秸秆综合利用开创一条新用途、变废为宝、处理过程环境污染轻、制备糠醛转化率高的目的。

本发明的目的是这样实现的:将玉米秸秆和玉米芯利用粉碎机分别粉碎加工成1厘米以下的颗粒状；将粉碎后的玉米秸秆和玉米芯与浓度3％的离子液体催化剂N，N，N—三乙基—3—磺丙烷—1—氯化铵依次按质量3：1：1的比例加入到高压水解釜内，在130℃、0.2兆帕条件下催化水解反应2小时后，经萃取分离，得糠醛产品。

本发明采用玉米秸秆为主要原料，改变了现有技术中只能利用玉米芯制备糠醛的局限，有效的利用了玉米秸秆，解决了玉米秸秆利用的难题，且反应后玉米秸秆中半纤维素的转化率达到81.2％，转化率高；同时，用离子液体代替传统的硫酸做催化剂，由于离子液体催化剂为有机相，易分离循环使用，减少了催化水解过程产生的酸性废水，降低了水解废液对环境的污染，同时，催化过程降低了反应温度，减少了反应时间，降低了对电能的消耗，节约了生产成本，为玉米秸秆的综合开发利用提供开辟了一条新途径。

具体实施方式

下面对本发明实施方案进行详细描述。一种用离子液体催化玉米秸秆与玉米芯混合料制备糠醛的方法，将玉米秸秆和玉米芯利用粉碎机分别粉碎加工成1厘米以下的颗粒状；将粉碎后的玉米秸秆和玉米芯与浓度3％的离子液体催化剂N，N，N—三乙基—3—磺丙烷—1—氯化铵依次按质量3：1：1的比例加入到高压水解釜内，在 130℃、0.2兆帕条件下催化水解反应2小时后，经萃取分离，得糠醛产品。