一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸稈氣凝膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)氣凝膠制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氣凝膠是一種多孔性材料，具有密度低、孔隙率高、比表面積大、孔隙尺寸小等特點(diǎn)。由于氣凝膠材料的優(yōu)良性能，氣凝膠材料已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。小麥秸桿是一種可生物再生、可生物降解的綠色天然原料。然而，大自然通過(guò)光合作用贈(zèng)予人類的這一寶貴資源卻沒(méi)有得到充分利用，除小部分用于還田和綜合利用外，絕大部分被焚燒，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。由于以石油為原料的產(chǎn)品在自然界中難以降解并污染環(huán)境，因此，以小麥秸桿為原料的產(chǎn)品既符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、又能實(shí)現(xiàn)再生資源利用。目前，制備小麥秸桿氣凝膠的方法有LiCl/DMSO溶劑法，但是該方法所用溶劑有一定毒性和揮發(fā)性，是非綠色環(huán)保型溶劑，小麥秸桿氣凝膠的制備過(guò)程中易造成環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供了一種制備工序簡(jiǎn)單、設(shè)備要求簡(jiǎn)單、所用溶劑綠色環(huán)保、溶劑可回收循環(huán)使用、制備成本低的制備小麥秸桿氣凝膠的方法。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，所采用的技術(shù)方案是:一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法，包括以下步驟:
(1)、將膽堿氫氧化物與丁酸反應(yīng)8-24小時(shí)，然后經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除水，最后置于真空干燥箱中于80-100°C溫度下干燥12小時(shí)，得到膽堿丁酸鹽；
(2)、將小麥秸桿粉碎后過(guò)180目篩，并于SO-1OOtC溫度下進(jìn)行干燥；
(3)、取步驟(2)干燥過(guò)的小麥秸桿粉體，溶解在步驟(I)制得的膽堿丁酸鹽中，溶解溫度為140-150°C，得到小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液；
(4)、將小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液轉(zhuǎn)移至容器中，密封后置于O到_40°C溫度下冷凍12-48h，然后向冷凍成型的小麥秸桿凝膠中加水，洗掉小麥秸桿凝膠中的膽堿丁酸鹽，得到小麥秸桿水凝膠；
(5)、將步驟(4)的小麥秸桿水凝膠密封并于O到-80°C溫度下冷凍6-24h，然后再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的小麥秸桿氣凝膠。
[0005]作為本發(fā)明一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法的優(yōu)化:所述步驟
(I)中，堿氫氧化物與丁酸的摩爾比是1:1。
[0006]作為本發(fā)明一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法的優(yōu)化:所述步驟
(3)中得到的小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液中小麥秸桿的濃度為0.5-4%。
[0007]有益效果
本發(fā)明以小麥秸桿和膽堿丁酸鹽為原料制備小麥秸桿氣凝膠，小麥秸桿和膽堿丁酸鹽均為綠色環(huán)保原料，且膽堿丁酸鹽無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，一方面，在整個(gè)小麥秸桿氣凝膠的制備過(guò)程中無(wú)污染物排放，且膽堿丁酸鹽可以重復(fù)回收利用，另一方面，整個(gè)制備工序簡(jiǎn)單，不需要使用耐腐蝕設(shè)備，制備成本較低，投資成本較低，實(shí)用性強(qiáng)，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制得的小麥秸桿氣凝膠樣品的截面在掃描電鏡下圖像；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制得的小麥秸桿氣凝膠樣品的表面在掃描電鏡下圖像；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制得的小麥秸桿氣凝膠樣品的截面在掃描電鏡下圖像；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2制得的小麥秸桿氣凝膠樣品的表面在掃描電鏡下圖像；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例3制得的小麥秸桿氣凝膠樣品的截面在掃描電鏡下圖像；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例3制得的小麥秸桿氣凝膠樣品的表面在掃描電鏡下圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1
一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法，包括以下步驟:
(I )、按照摩爾比為1:1取膽堿氫氧化物與丁酸反應(yīng)8小時(shí)，然后經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除水，最后置于真空干燥箱中于100°c溫度下干燥12小時(shí)，得到膽堿丁酸鹽；
(2)、將小麥秸桿粉碎后過(guò)180目篩，并于100°C溫度下進(jìn)行干燥；
(3)、取步驟(2)干燥過(guò)的小麥秸桿粉體，溶解在步驟(I)制得的膽堿丁酸鹽中，溶解溫度為140°C，得到小麥秸桿溶度為0.5%的小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液；
(4)、將小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液轉(zhuǎn)移至容器中，密封后置于_40°C溫度下冷凍12h，然后向冷凍成型的小麥秸桿凝膠中加水，洗掉小麥秸桿凝膠中的膽堿丁酸鹽，得到小麥秸桿水凝膠；
(5)、將步驟(4)的小麥秸桿水凝膠密封并于-80°C溫度下冷凍6h，然后再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的小麥秸桿氣凝膠。
[0010]實(shí)施例2
一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法，包括以下步驟:
(1)、按照摩爾比為1:1取膽堿氫氧化物與丁酸反應(yīng)24小時(shí)，然后經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除水，最后置于真空干燥箱中于80°C溫度下干燥12小時(shí)，得到膽堿丁酸鹽；
(2)、將小麥秸桿粉碎后過(guò)180目篩，并于80°C溫度下進(jìn)行干燥；
(3)、取步驟(2)干燥過(guò)的小麥秸桿粉體，溶解在步驟(I)制得的膽堿丁酸鹽中，溶解溫度為150°C，得到小麥秸桿溶度為2%的小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液；
(4)、將小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液轉(zhuǎn)移至容器中，密封后置于-20°C溫度下冷凍20h，然后向冷凍成型的小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液中加水，洗掉小麥秸桿凝膠中的膽堿丁酸鹽，得到小麥秸桿水凝膠；
(5)、將步驟(4)的小麥秸桿水凝膠密封并于_60°C溫度下冷凍12h，然后再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的小麥秸桿氣凝膠。
[0011]實(shí)施例3
一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法，包括以下步驟:
(I)、按照摩爾比為1:1取膽堿氫氧化物與丁酸反應(yīng)12小時(shí)，然后經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除水，最后置于真空干燥箱中于90°C溫度下干燥12小時(shí)，得到膽堿丁酸鹽；
(2)、將小麥秸桿粉碎后過(guò)180目篩，并于90°C溫度下進(jìn)行干燥；
(3)、取步驟(2)干燥過(guò)的小麥秸桿粉體，溶解在步驟(I)制得的膽堿丁酸鹽中，溶解溫度為140°C，得到小麥秸桿溶度為4%的小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液；
(4)、將小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液轉(zhuǎn)移至容器中，密封后置于_40°C溫度下冷凍30h，然后向冷凍成型的小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液中加水，洗掉小麥秸桿凝膠中的膽堿丁酸鹽，得到小麥秸桿水凝膠；
(5)、將步驟(4)的小麥秸桿水凝膠密封并于_20°C溫度下冷凍20h，然后再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的小麥秸桿氣凝膠。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)、將膽堿氫氧化物與丁酸反應(yīng)8-24小時(shí)，然后經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除水，最后置于真空干燥箱中于80-100°C溫度下干燥12小時(shí)，得到膽堿丁酸鹽； (2)、將小麥秸桿粉碎后過(guò)180目篩，并于SO-1OOtC溫度下進(jìn)行干燥； (3)、取步驟(2)干燥過(guò)的小麥秸桿粉體，溶解在步驟(I)制得的膽堿丁酸鹽中，溶解溫度為140-150°C，得到小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液；(4)、將小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液轉(zhuǎn)移至容器中，密封后置于O到_40°C溫度下冷凍12-48h，然后向冷凍成型的小麥秸桿凝膠中加水，洗掉小麥秸桿凝膠中的膽堿丁酸鹽，得到小麥秸桿水凝膠； (5)、將步驟(4)的小麥秸桿水凝膠密封并于O到-80°C溫度下冷凍6-24h，然后再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的小麥秸桿氣凝膠。2.如權(quán)利要求1所述一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法，其特征在于:所述步驟(I)中，膽堿氫氧化物與丁酸的摩爾比是1:1。3.如權(quán)利要求1所述一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸桿氣凝膠的方法，其特征在于:所述步驟(3)中得到的小麥秸桿-膽堿丁酸鹽溶液中小麥秸桿的濃度為0.5-4%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用膽堿丁酸鹽制備小麥秸稈氣凝膠的方法，以綠色無(wú)毒的膽堿丁酸鹽和小麥秸稈作為原料制備小麥秸稈氣凝膠，制得的小麥秸稈氣凝膠呈海綿狀、且具有輕質(zhì)多孔的結(jié)構(gòu)，制備過(guò)程中使用的溶劑無(wú)腐蝕性且可回收循環(huán)使用，因此，整個(gè)制備過(guò)程不需要耐腐蝕設(shè)備，投資成本低，實(shí)用性強(qiáng)，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化推廣。
【IPC分類】C08L97/02, C08J9/28, C08J3/075, C08K5/19
【公開(kāi)號(hào)】CN105061799
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510537820
【發(fā)明人】許愛(ài)榮, 王鍵吉, 趙爽, 陳權(quán)
【申請(qǐng)人】河南科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日