羧基功能化离子液体溶液预处理木质纤维素的方法

摘要

本发明提供了一种可对木质纤维素类生物质实施绿色高效水解预处理的方法。本发明采用羧基功能化离子液体与溶剂组成的混合溶液对木质纤维素类生物质在反应釜内，一定温度下，进行预处理，选择性水解原料中的半纤维素实现木质纤维素原料中纤维素、半纤维素、木质素的分离，完成预处理过程，提高其酶解效率。固相经分离、清洗后得到富纤维素、木质素组份；离子液体可以循环使用。本发明是用羧基功能化离子液体的溶液为预处理介质，木质纤维素类生物质中半纤维素选择性水解效率高，纤维素与木质素分离较彻底，富纤维素样品酶解糖化效率高，达到了环保、高效分离木质纤维素各组份及从木质纤维素材料高效制备低成本可发酵糖溶液的目的。

主权项

羧基功能化离子液体溶液预处理木质纤维素的方法，其特征在于以如下步骤进行操作：第一步：将羧基功能化离子液体中的一种或二种以上，溶剂，木质纤维素类生物质原料加入反应釜,其中羧基功能化离子液体与溶剂的质量比为1：20～4：1,混合体系中木质纤维素类生物质原料与液体样品质量比为1：20～1：2；第二步：反应釜中物料在80‑200℃下加热搅拌10分钟‑48小时；第三步：将反应釜中物料进行固液分离，收集固体样品，以固体样品质量20‑100倍的水洗涤固体样品，干燥后，获得富纤维素样品；第四步：将上步所得液相中的溶剂去除，回收利用；往残留物中加入5‑20倍残留物体积量的水，沉淀出富木质素样品，分离烘干后，获得木质素样品；继续蒸馏去掉水，实现离子液体回收利用；第五步：将第三步获得的富纤维素样品与蒸馏水混合，其中富纤维素样品的质量浓度为2％‑20％；按照每克干原料中加入8－30FPU的纤维素酶，0.01‑0.1g/g的木聚糖酶，用H₂SO₄调节pH＝4.0－5.5，温度在35－55℃下，进行酶解，酶解过程通过葡萄糖仪分析葡萄糖浓度，离子色谱监控还原糖浓度，水解至总还原糖浓度恒定后，将物料进行固液分离，将液体取出，完成酶解，酶解液主要成分是葡萄糖，固体残渣主要是木质素；所述羧基功能化离子液体结构具有如下特征：其中阳离子A⁺选择如下结构的一种：其中,n＝1‑4,m＝1‑4的正整数；R₁为碳原子数为1‑4的烷基；R₂为质子或甲基；R₃,R₄,R₅为原子数为1‑4的烷基；R₆,R₇,R₈为原子数为1‑4的烷基或苯基；其中阴离子B^‑选择如下结构的一种：