(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211028144.9 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 华南农业大 学 地址 510000 广东省广州市天河区五山路 483号华南农业大 学 (72)发明人 许细薇　贾志文　蒋恩臣　孙焱　 余海鹏　李凌昊　王红　吴翠连　 (74)专利代理 机构 广州市时代知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44438 专利代理师 陈惠珠 (51)Int.Cl. C08H 7/00(2012.01) C07H 3/02(2006.01) C07H 1/00(2006.01) A61P 35/00(2006.01) (54)发明名称 一种玉米秸秆全组分利用的预处理方法及 其应用 (57)摘要 本发明是关于一种玉米秸秆全组分利用的 预处理方法及其应用。 该方法包括以下步骤： 将 玉米秸秆粉末放入耐压容器中， 加入有机溶剂和 水， 搅拌均匀后， 得到含预处理后的玉米秸秆的 初步反应溶液； 将初步反应溶液加热， 一段时间 后， 过滤后得到水热液； 将水热液和光催化剂放 入光催化反应器中， 打开光源进行光照反应， 得 到木质素碎片和木质素单元； 持续通入氧气， 得 到改性木质素。 本申请提供的方案， 采用有机溶 剂水热法和光催化协同的方式， 对玉米秸秆进行 预处理， 能够有效增加木质素活性基团的暴露 量， 且制备得到的改性木质素具有粒径小、 分子 量分布均匀、 孔隙结构丰富和羧基含量高等特 点。 权利要求书1页 说明书12页 附图16页 CN 115536861 A 2022.12.30 CN 115536861 A 1.一种玉米秸秆全组分利用的预处 理方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 将玉米秸秆粉末放入耐压容器 中， 加入有机溶剂和水， 搅拌均匀后， 得到含预处理后的 玉米秸秆的初步反应溶 液； 将初步反应溶 液加热， 一段时间后， 过 滤后得到水 热液； 将水热液和光催化剂放入光催化反应器中， 打开光源进行光照反应， 得到木质素碎片 和木质素 单元； 持续通入氧气， 得到改性木质素。 2.根据权利要求1所述的玉米秸秆全组分利用的预处理方法， 其特征在于， 所述将初步 反应溶液加热之前， 包括： 在初步反应溶 液中加入苯磺酸， 并搅拌均匀。 3.根据权利要求1所述的玉米秸秆全组分利用的预处 理方法， 其特 征在于， 所述将水 热液和光催化剂放入光催化反应 器中之前， 包括： 往水热液中加入有机溶剂， 所述水 热液与所述有机溶剂的体积比为1： 1。 4.根据权利要求1所述的玉米秸秆全组分利用的预处理方法， 其特征在于， 所述持续通 入氧气， 得到改性木质素之后， 包括： 往改性木质素中加入蒸馏水， 促使改性木质素 再生， 得到再生溶 液。 5.根据权利要求1所述的玉米秸秆全组分利用的预处理方法， 其特征在于， 所述光照反 应的时间为8h， 所述 通入氧气的速率 为200mL·min‑1。 6.根据权利要求4所述的玉米秸秆全组分利用的预处理方法， 其特征在于， 所述往改性 木质素中加入蒸馏水， 促使改性木质素 再生， 得到再生溶 液之后， 包括： 将再生溶液离心后得到沉淀的改性木质素， 将改性木质素冷冻干燥后， 密封并放置在 黑暗中存 储。 7.根据权利要求1所述的玉米秸秆全组分利用的预处理方法， 其特征在于， 所述光催化 剂为硫化镉催化剂， 所述 光源为紫外线。 8.根据权利要求1或权利要求3所述的玉米秸秆全组分利用的预处理方法， 其特征在 于， 所述有机溶剂为γ ‑戊内酯。 9.一种玉米秸秆的应用， 其特征在于， 包括采用如权利要求1 ‑7任意一项所述的玉米秸 秆全组分利用的预处 理方法制备而成的改性木质素， 应用于分散剂、 粘合剂和絮凝剂中。 10.一种玉米秸秆的应用， 其特征在于， 包括采用 如权利要求1 ‑7任意一项所述的玉米 秸秆全组分利用的预处 理方法制备而成的纤维素， 所述纤维素用于生成D ‑阿洛糖。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115536861 A 2一种玉米秸秆全组分利用的预处理 方法及其应用 技术领域 [0001]本申请涉及 生物质预处理技术领域， 尤其涉及一种玉米秸秆全组分利用的预处理 方法及其应用。 背景技术 [0002]玉米秸秆主要由木质素(15％ ‑25％)、 纤维素(38％ ‑50％)和半纤维素(23％ ‑ 32％)组成。 纤维素和半 纤维素主要由糖类组成， 可以通过水解或热解 获得各种生物燃料或 生化产品， 如葡萄糖、 甘露糖和阿拉伯糖。 木质素可以转化为生产新型材料， 例如木质素微 纳米颗粒。 然而由于纤维素、 半 纤维素和木质素通过氢键和共价键紧密结合， 使得木质纤维 素具有顽固的结构， 难以进行 组分的转化。 因此， 预处理过程是充分利用和转化木质纤维素 的重要环 节。 [0003]相关技术中， 针对玉米秸秆的预处理包括溶剂预处理工艺， 所述溶剂包括酚类、 醇 类、 低共熔溶剂(D ES)、 离子液体(IL)和极性非质子溶剂 。 现有技术中， 有采用低共熔溶剂对 竹子在120℃下预处理2h， 发现葡萄糖 保留率和木质素去除率约为80％； 也有采用球磨和混 合溶剂体系(LiCl/DMSO)溶解再生相结合的方法对甘蔗渣进行预处理， 发现葡萄糖和木糖 的最高收率分别为87.8％和84.2％。 通过溶剂预处理工艺处理木质纤维素能够得到木质 素， 但由于木质素是一种高度支化的三 维生物聚合物， 主要由愈创木酰基(G)、 紫丁香基(S) 和对羟基苯基(H)单元 组成， 通过C ‑C键和C‑O键连接(如β ‑O‑4、 β‑5和β‑β 键)。 木质素还含有 各种亲水基团， 包括羟基和羰基。 然而， 在将玉米秸秆预处理获得木质素的过程中， 由于木 质素在溶剂中容 易发生缩聚反应， 导 致官能团暴露量相对较低， 限制了 木质素的应用。 [0004]因此， 急需一种玉米秸秆全组分利用的预处理方法， 能够有效 降低木质素的缩聚 度， 增加木质素 官能团的相对 含量， 提高玉米秸秆全阻分的利用率， 拓 宽玉米秸秆的应用。 发明内容 [0005]为克服相关技术中存在的问题， 本申请提供一种玉米秸秆全组分利用的预处理方 法及其应用， 该玉米秸秆全组分利用的预处理方法及其应用， 能够增加木质素官能团的相 对含量， 提高玉米秸秆全组分的利用率， 拓 宽玉米秸秆的应用。 [0006]本申请第一方面提供一种玉米秸秆全组分利用的预处理方法， 包括以下步骤： 将 玉米秸秆粉末放入耐压容器中， 加入有机溶剂和水， 搅拌均匀后， 得到含预 处理后的玉米秸 秆的初步反应溶液； 将初步反应溶液加热， 一段时间后， 过滤后得到水热液； 将水热液和光 催化剂放入光催化反应器中， 打开光源进 行光照反应， 得到木质素碎片和木质素单元； 持续 通入氧气， 得到改性木质素。 [0007]在一种实施方案中， 所述将初步反应溶液加热之前， 包括： 在初步反应溶液中加入 苯磺酸， 并搅拌均匀。 [0008]在一种实施方案中， 所述将水热液和光催化剂放入光催化反应器中之前， 包括： 往 水热液中加入有机溶剂， 所述水 热液与所述有机溶剂的体积比为1： 1。说　明　书 1/12 页 3 CN 115536861 A 3