一种磷酸基地聚物多孔材料及其制备方法、从甘蔗渣中提取木聚糖的方法

本发明涉及木聚糖提取，尤其涉及一种磷酸基地聚物多孔材料及其制备方法、从甘蔗渣中提取木聚糖的方法。

背景技术：

1、传统的酸法提取木聚糖工艺是将稀硫酸(1-5％w/v)在120℃至180℃和高达1.01mpa的压力下与纤维进行接触并反应，通常可以得到高的木聚糖产量(即100g蔗渣产生9.2g木聚糖)，但后续水解液中酸度过高，容易产生有毒酸化合物，难以分离回收，而且对于设备耐腐蚀性能也有很高的要求。鉴于此，需要开发一种克服上述缺点的木聚糖提取工艺。

2、固体酸已被报道可以用于将纤维素转化为葡萄糖用于制糖，目前应用在生物质方面较多的是固体酸盐粉末，但在反应中容易产生盐酸或者氨基磺酸。同样对设备具有腐蚀性。

3、基于目前的酸法提取木聚糖存在的缺陷，有必要对此进行改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种磷酸基地聚物多孔材料及其制备方法、从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，以解决现有技术中存在的缺陷。

2、第一方面，本发明提供了一种磷酸基地聚物多孔材料，包括以下原料：磷酸、偏高岭土、水、硫酸钠、双氧水和十二烷基硫酸钠。

3、优选的是，所述的磷酸基地聚物多孔材料，所述磷酸、偏高岭土、水、硫酸钠、双氧水和十二烷基硫酸钠的质量比为(500～800):(400～700):(80～130):(8～15):(6～12):(1～5)。

4、第二方面，本发明还提供了一种所述的磷酸基地聚物多孔材料的制备方法，包括以下步骤：

5、将磷酸、偏高岭土和水搅拌混合后，加入硫酸钠、双氧水和十二烷基硫酸钠继续搅拌混合得到浆料；

6、将浆料养护后，加热固化，得到磷酸基地聚物多孔材料。

7、优选的是，所述的磷酸基地聚物多孔材料的制备方法，将浆料养护的步骤中，养护温度为60～100℃、养护时间为5～10d。

8、优选的是，所述的磷酸基地聚物多孔材料的制备方法，将浆料养护后，加热固化的步骤中，加热固化温度为230～270℃、加热固化时间为0.5～2h。

9、第三方面，本发明还提供了一种从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，包括以下步骤：

10、将甘蔗渣纤维和磷酸基地聚物多孔材料混合后，加入水，水热反应后，收集得到水解液，析出沉淀，干燥，即得木聚糖；

11、其中，所述磷酸基地聚物多孔材料所述的磷酸基地聚物多孔材料或所述的制备方法制备得到的磷酸基地聚物多孔材料。

12、优选的是，所述的从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，所述水热反应的反应温度为120～160℃、时间为2～5h。

13、优选的是，所述的从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，所述磷酸基地聚物多孔材料与所述甘蔗渣纤维的质量比为1:(1-5)；

14、所述甘蔗渣纤维与水的质量比为1:(6-10)。

15、优选的是，所述的从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，将甘蔗渣纤维和磷酸基地聚物多孔材料混合后，加入水，水热反应后，固液分离，收集得到水解液，调节ph为5～5.5，再加入醇，静置后，使沉淀析出，干燥，即得到木聚糖。

16、优选的是，所述的从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，使用naoh调节ph为5～5.5，所述醇为乙醇。

17、本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：

18、1、本发明的磷酸基地聚物多孔材料，包括磷酸、偏高岭土、硫酸钠、双氧水和十二烷基硫酸钠；磷酸激发的地质聚合物的强度比碱基地聚物强度高，耐酸性好；而且磷酸基地聚物多孔材料本身具有的缓释氢离子作用维持反应环境的ph值，可以利用活性位点降解半纤维素以获取木聚糖；

19、2、本发明的从甘蔗渣中提取木聚糖方法，相比于传统的酸法提取木聚糖，由于磷酸基地聚物多孔材料丰富的酸性位点，对提取木聚糖具有高选择性；同时，引入钠离子可以使纤维增溶，帮助氢离子更好地渗透进入纤维，有助于提高木聚糖得率；本发明的磷酸基地聚物多孔材料与沸石具有相似的性质因而具备离子缓释功能，磷酸基地聚物当中的氢离子可以缓慢释放进入溶液，可以降低木糖提取反应所需要的酸度，也降低了提取木聚糖的设备需求；本工艺提取木聚糖后得到的降解液cod值较低，可以在稳定提取木聚糖的情况下实现循环利用，实现零排放。

技术特征：

1.一种磷酸基地聚物多孔材料，其特征在于，包括以下原料：磷酸、偏高岭土、水、硫酸钠、双氧水和十二烷基硫酸钠。

2.如权利要求1所述的磷酸基地聚物多孔材料，其特征在于，所述磷酸、偏高岭土、水、硫酸钠、双氧水和十二烷基硫酸钠的质量比为(500～800):(400～700):(80～130):(8～15):(6～12):(1～5)。

3.一种如权利要求1～2任一所述的磷酸基地聚物多孔材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的磷酸基地聚物多孔材料的制备方法，其特征在于，将浆料养护的步骤中，养护温度为60～100℃、养护时间为5～10d。

5.如权利要求3所述的磷酸基地聚物多孔材料的制备方法，其特征在于，将浆料养护后，加热固化的步骤中，加热固化温度为230～270℃、加热固化时间为0.5～2h。

6.一种从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，其特征在于，所述水热反应的反应温度为120～160℃、时间为2～5h。

8.如权利要求6所述的从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，其特征在于，所述磷酸基地聚物多孔材料与所述甘蔗渣纤维的质量比为1:(1-5)；

9.如权利要求6所述的从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，其特征在于，将甘蔗渣纤维和磷酸基地聚物多孔材料混合后，加入水，水热反应后，固液分离，收集得到水解液，调节ph为5～5.5，再加入醇，静置后，使沉淀析出，干燥，即得到木聚糖。

10.如权利要求9所述的从甘蔗渣中提取木聚糖的方法，其特征在于，使用naoh调节ph为5～5.5，所述醇为乙醇。

技术总结
本发明提供了一种磷酸基地聚物多孔材料及其制备方法、从甘蔗渣中提取木聚糖的方法。本发明的提取木聚糖方法，相比于传统的酸法提取木聚糖，由于磷酸基地聚物多孔材料丰富的酸性位点，对提取木聚糖具有高选择性；同时，引入钠离子可以使纤维增溶，帮助氢离子更好地渗透进入纤维，有助于提高木聚糖得率；本发明的磷酸基地聚物多孔材料与沸石具有相似的性质因而具备离子缓释功能，磷酸基地聚物当中的氢离子可以缓慢释放进入溶液，可以降低木糖提取反应所需要的酸度，也降低了提取木聚糖的设备需求；本工艺提取木聚糖后得到的降解液COD值较低，可以在稳定提取木聚糖的情况下实现循环利用，实现零排放。

技术研发人员：崔学民,邱逸晗,谈建立,王涛,贺艳
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8