乙醇二元体系预处理纤维素的方法，该方法主要为：将一定量的4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按比例混合，形成纤维素预处理溶液，然后将微晶纤维素加入配制好的纤维素预处理溶液中，搅拌加热浸泡后进行固液分离，滤液不经任何处理可以直接重复利用，滤饼用乙醇洗涤后真空干燥，即可得到处理后的纤维素，该方法处理的纤维素热解温度显著降低，节约能源消耗，该方法将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇混合溶液作为预处理纤维素的溶剂介质，来源广泛，价格低廉，绿色环保，与纯离子液体作为溶剂介质相比，大大降低了工艺成本。
7.为实现以上技术效果，采用如下技术方案：
8.一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，包括以下步骤：
9.步骤s1：将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按照比例混合，搅拌均匀形成均一的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0010]
步骤s2：称量微晶纤维素，置于水热反应釜内，加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液；
[0011]
步骤s3：搅拌条件下，加热处理一定时间后冷却；
[0012]
步骤s4：将处理后的固液混合物取出，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤液为[bmim]hso
4-et混合溶液，可重复利用代替步骤s1中的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0013]
步骤s5：将滤饼用乙醇进行洗涤；
[0014]
步骤s6：洗涤后的滤饼在一定温度下干燥，得到产物即为处理后纤维素。
[0015]
进一步的，其特征在于，所述步骤s1中4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇质量比例范围为0.1～60:40～99.9。
[0016]
进一步的，所述步骤s1中4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇质量比例优选为1:9。
[0017]
进一步的，所述步骤s2中微晶纤维素与4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系的质量比例范围为1:0.5～1:20。
[0018]
进一步的，所述步骤s2中微晶纤维素与4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系的质量比例优选为1:10。
[0019]
进一步的，所述步骤s3中的搅拌为磁力搅拌。
[0020]
进一步的，所述步骤s3中加热处理时间为0.5h～16h，冷却至40℃以下。
[0021]
进一步的，所述步骤s4中固液分离的方法是减压抽滤，滤液不经任何处理可直接重复使用。
[0022]
进一步的，所述步骤s5中固体纤维素滤饼进行洗涤的方式为乙醇洗涤，洗涤后的液体蒸馏后收集78.3℃馏分重复使用。
[0023]
进一步的，所述步骤s6中洗涤后滤饼的干燥温度为50℃，干燥时间为8h，干燥方式为真空干燥。
[0024]
本发明的有益效果为：
[0025]
本发明公开了一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，该方法为主要为：将一定量的4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按比例混合，形成纤维素预处理溶液，然后将微晶纤维素加入配制好的纤维素预处理溶液中，搅拌加热浸泡后进行固液分离，滤液可以蒸馏后重复利用，滤饼用乙醇洗涤后真空干燥，即可得到处理后
的纤维素，该方法处理的纤维素热解温度显著降低，节约能源消耗，该方法将咪唑基离子液体与乙醇混合溶液作为预处理纤维素的溶剂介质，来源广泛，价格低廉，绿色环保，与纯离子液体作为溶剂介质相比，大大降低了工艺成本。
[0026]
(1)本发明利用4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇混合溶液作为预处理溶剂，在一定温度条件下搅拌浸泡纤维素一定时间，通过过滤将预处理纤维素和离子液体-乙醇溶剂进行固液分离，所得预处理纤维素热解温度明显降低，离子液体-乙醇溶剂可不经处理重复利用；
[0027]
(2)本发明将咪唑基离子液体4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇混合溶液作为预处理纤维素的溶剂介质，与纯离子液体作为溶剂介质相比，降低了溶剂黏度，易于搅拌，利于纤维素与溶剂的充分接触混合，可有效提高纤维素预处理的均一性；
[0028]
(3)本发明将咪唑基离子液体4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇混合溶液作为预处理纤维素的溶剂介质，乙醇是一种是一种易挥发的无色透明、低毒性的有机溶剂，其自身也可由生物质的发酵制得，来源广泛，价格低廉，绿色环保。与纯离子液体作为溶剂介质相比，大大降低了工艺成本。
[0029]
(4)本发明将咪唑基离子液体4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇混合溶液作为预处理纤维素的溶剂介质，对纤维素进行预处理，预处理纤维素通过过滤就可以实现溶剂介质和产品的完全分离，产物分离简单，设备要求较低；
[0030]
(5)本发明将咪唑基离子液体4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇混合溶液作为预处理纤维素的溶剂介质，对纤维素进行预处理，预处理纤维素通过过滤就可以实现溶剂介质和产品的完全分离，所得溶剂可重复循环利用，且不需要进行进一步的加工处理，操作简单，工艺要求较低；
[0031]
(6)本发明将咪唑基离子液体4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇混合溶液作为预处理纤维素的溶剂介质，对纤维素进行预处理，预处理所得纤维素的热解起始温度可通过调节咪唑基离子液体与乙醇的混合比例进行调节。
附图说明
[0032]
图1为本发明实施例中纤维素处理流程图；
[0033]
图2为本发明实施例中不同含量4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的红外分析对比图；
[0034]
图3为本发明实施例中不同含量4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的拉曼分析对比图；
[0035]
图4为本发明实施例中不同含量4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的x-射线衍射分析对比图；
[0036]
图5为本发明实施例中不同含量4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的激光粒度分析对比图；
[0037]
图6为本发明实施例中不同含量4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的扫描电镜形貌对比图；
[0038]
图7为本发明实施例中不同含量4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的热失重曲线对比图；
[0039]
图8为本发明实施例中不同含量4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的热失重率曲线对比图；
[0040]
图9为本发明实施例中4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元混合溶剂重复利用处理纤维素的热失重曲线对比图。
[0041]
图10为本发明实施例中4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元混合溶剂重复利用处理纤维素的热失重曲线对比图。
具体实施方式
[0042]
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
[0043]
实施例1(4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐质量浓度为0.1％)：
[0044]
如图1所示，一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，包括以下步骤：
[0045]
步骤s1：将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按照比例混合，搅拌均匀形成均一[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0046]
步骤s2：称量微晶纤维素，置于水热反应釜内，按微晶纤维素与4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系质量比1:10加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液；
[0047]
步骤s3：搅拌条件下，加热处理5h后冷却至25℃；
[0048]
步骤s4：将处理后的固液混合物取出，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤液为[bmim]hso
4-et混合溶液，可重复利用代替步骤s1中的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0049]
步骤s5：将滤饼用乙醇进行洗涤；
[0050]
步骤s6：洗涤后的滤饼在50℃下干燥8h，得到产物即为处理后纤维素1。
[0051]
实施例2(4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐质量浓度为1％)：
[0052]
如图1所示，一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，包括以下步骤：
[0053]
步骤s1：将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按照比例混合，搅拌均匀形成均一[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0054]
步骤s2：称量微晶纤维素，置于水热反应釜内，按微晶纤维素与4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系质量比1:10加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液；
[0055]
步骤s3：搅拌条件下，加热处理5h后冷却至25℃；
[0056]
步骤s4：将处理后的固液混合物取出，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤液为[bmim]hso
4-et混合溶液，可重复利用代替步骤s1中的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0057]
步骤s5：将滤饼用乙醇进行洗涤；
[0058]
步骤s6：洗涤后的滤饼在50℃下干燥8h，得到产物即为处理后纤维素2。
[0059]
实施例3(4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐质量浓度为5％)：
[0060]
如图1所示，一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，包括以下步骤：
[0061]
步骤s1：将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按照比例混合，搅拌均匀形成均一[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0062]
步骤s2：称量微晶纤维素，置于水热反应釜内，按微晶纤维素与4-丁基-3-甲基咪
唑硫酸氢盐-乙醇二元体系质量比1:10加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液；
[0063]
步骤s3：搅拌条件下，加热处理5h后冷却至25℃；
[0064]
步骤s4：将处理后的固液混合物取出，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤液为[bmim]hso
4-et混合溶液，可重复利用代替步骤s1中的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0065]
步骤s5：将滤饼用乙醇进行洗涤；
[0066]
步骤s6：洗涤后的滤饼在50℃下干燥8h，得到产物即为处理后纤维素3。
[0067]
实施例4(4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐质量浓度为10％)：
[0068]
如图1所示，一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，包括以下步骤：
[0069]
步骤s1：将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按照比例混合，搅拌均匀形成均一[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0070]
步骤s2：称量微晶纤维素，置于水热反应釜内，按微晶纤维素与4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系质量比1:10加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液；
[0071]
步骤s3：搅拌条件下，加热处理5h后冷却至25℃；
[0072]
步骤s4：将处理后的固液混合物取出，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤液为[bmim]hso
4-et混合溶液，可重复利用代替步骤s1中的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0073]
步骤s5：将滤饼用乙醇进行洗涤；
[0074]
步骤s6：洗涤后的滤饼在50℃下干燥8h，得到产物即为处理后纤维素4。
[0075]
实施例5(4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐质量浓度为20％)：
[0076]
如图1所示，一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，包括以下步骤：
[0077]
步骤s1：将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按照比例混合，搅拌均匀形成均一[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0078]
步骤s2：称量微晶纤维素，置于水热反应釜内，按微晶纤维素与4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系质量比1:10加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液；
[0079]
步骤s3：搅拌条件下，加热处理5h后冷却至25℃；
[0080]
步骤s4：将处理后的固液混合物取出，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤液为[bmim]hso
4-et混合溶液，可重复利用代替步骤s1中的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0081]
步骤s5：将滤饼用乙醇进行洗涤；
[0082]
步骤s6：洗涤后的滤饼在50℃下干燥8h，得到产物即为处理后纤维素5。
[0083]
实施例6(4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐质量浓度为40％)：
[0084]
如图1所示，一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，包括以下步骤：
[0085]
步骤s1：将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按照比例混合，搅拌均匀形成均一[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0086]
步骤s2：称量微晶纤维素，置于水热反应釜内，按微晶纤维素与4-丁基-3甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系质量比1:10加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液；
[0087]
步骤s3：搅拌条件下，加热处理5h后冷却至25℃；
[0088]
步骤s4：将处理后的固液混合物取出，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤液为
[bmim]hso
4-et混合溶液，可重复利用代替步骤s1中的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0089]
步骤s5：将滤饼用乙醇进行洗涤；
[0090]
步骤s6：洗涤后的滤饼在50℃下干燥8h，得到产物即为处理后纤维素6。
[0091]
实施例7(4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐质量浓度为60％)：
[0092]
如图1所示，一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，包括以下步骤：
[0093]
步骤s1：将4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙醇按照比例混合，搅拌均匀形成均一[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0094]
步骤s2：称量微晶纤维素，置于水热反应釜内，按微晶纤维素与4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系质量比1:10加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液；
[0095]
步骤s3：搅拌条件下，加热处理5h后冷却至25℃；
[0096]
步骤s4：将处理后的固液混合物取出，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤液为[bmim]hso
4-et混合溶液，可重复利用代替步骤s1中的[bmim]hso
4-et混合溶液；
[0097]
步骤s5：将滤饼用乙醇进行洗涤；
[0098]
步骤s6：洗涤后的滤饼在50℃下干燥8h，得到产物即为处理后纤维素7。
[0099]
对比例1：
[0100]
对比例1中为未经处理的微晶纤维素。
[0101]
对比例2：
[0102]
对比例2中为单独经乙醇处理的微晶纤维素。
[0103]
对比例3：
[0104]
对比例3中为单独经4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐处理的微晶纤维素。
[0105]
对实施例1-7和对比例1-3中得到的处理后纤维素进行热重表征和结构表征：
[0106]
表征结果：
[0107]
经热重分析仪表征，140℃下不同4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐含量二元体系处理的微晶纤维素的的红外光谱、拉曼谱图、x-射线衍射光谱图、粒径分析结果和扫描电子显微镜形貌图如图2、图3、图4、图5和图6所示，结果显示预处理后纤维素的化学结构无明显差异，但晶体结构被破坏，随着4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐含量的提高，微晶纤维素逐渐转化为无定形纤维素，纤维素粒径不断减小。不同4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐含量二元体系处理的微晶纤维素的热失重曲线和热失重率曲线如图7和图8所示，由此可见，与没有处理的纤维素相比，经4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的起始热解温度随着4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐浓度的增加不断降低，本发明能够有效改变纤维素热解行为，降低纤维素的热解温度，节约能源消耗。
[0108]
本发明的4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法重复性验证
[0109]
4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐浓度为1％时，4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系10次重复处理的微晶纤维素的热失重曲线和热失重率曲线如图9和图10所示。由此可知，本发明所用4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元混合溶剂的重复利用性能良好。
[0110]
本发明公开了一种4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐-乙醇二元体系预处理纤维素的方法，该方法为：将一定量的4-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐[bmim]hso4与乙醇et按比例充分
均匀混合，形成[bmim]hso
4-et溶液，然后将微晶纤维素加入配制好的[bmim]hso
4-et溶液中，搅拌加热处理后进行固液分离，所得滤液无需进行任何处理可直接重复利用，滤饼用乙醇洗涤后真空干燥，即可得到处理后的纤维素，该方法处理的纤维素热解温度显著降低，节约能源消耗，该方法将咪唑基离子液体与乙醇混合溶液作为预处理纤维素的溶剂介质，来源广泛，价格低廉，绿色环保，与纯离子液体作为溶剂介质相比，大大降低了工艺成本。
[0111]
至此，本领域技术人员认识到，虽然本文已详尽展示和描述了本发明的实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导符合本发明原理的许多其他变形或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变形或修改。