本發(fā)明涉及生物質處理技術領域，尤其是一種蔗渣中粗纖維素分離及生物質粘結劑的制備方法。
背景技術：
煤炭是一次能源的重要組成部分。我國是世界第一產(chǎn)煤大國。煤炭的大量使用，不可避免地會產(chǎn)生一系列環(huán)境污染問題，對生態(tài)平衡和人類生存有著極大的危害。型煤技術是潔凈煤技術之一，聯(lián)合國能源組織把型煤視為節(jié)能減污的有效途徑予以推廣。
型煤粘結劑是型煤的關鍵技術，也是影響型煤最終質量的重要保證，長久以來一直是制約型煤發(fā)展的瓶頸。型煤粘結劑種類繁多，從廣義上來看，可分為有機類粘結劑、無機類粘結劑和復合類粘結劑三大類。近年來，生物質型煤以其易著火、高效燃燒而受到重視。研究表明，型煤的品質可通過添加生物質而得到改善。生物質資源是豐富的可再生能源之一，來源主要為農(nóng)林作物廢棄物如麥秸、稻草、苞米芯、苞米桿、樹皮、樹干、木屑等。
蔗渣作為一類富含纖維素、半纖維素、木質素以及糖類等成分的生物質資源，是加工制備生物質類型煤粘結劑的優(yōu)良原材料。通過加工處理蔗渣，不僅可以從中分離得到粗纖維素，也可以得到高質量的型煤粘結劑，實現(xiàn)了生物質的高效處理，提高了生物質資源利用效率，具有極其深遠的社會意義和經(jīng)濟價值。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種蔗渣中粗纖維素分離及生物質粘結劑的制備方法。
本發(fā)明的技術方案：
一種蔗渣中粗纖維素分離及生物質粘結劑的制備方法，包括以下步驟：
1）將蔗渣粉碎成100目的粉末；
2）將蔗渣粉末與離子液體溶劑體系按照質量比為1:20-25混合，于60-80℃水浴機械攪拌反應1-3h；
3）反應結束后，將蔗渣粉末與離子液體溶劑體系分離；
4）在分離得到的溶劑體系中加入去離子水，上清液與去離子水的體積比為1：10，得到含有沉淀物的混合液，抽濾后將得到的沉淀物烘干保存，即為粗纖維素產(chǎn)品；
5）將分離得到的蔗渣粉末取出，加蒸餾水反復洗滌，烘干；
6）向高溫反應釜中先后加入處理后的蔗渣粉末和濃度為1.0-3.0mol/L的氨水溶液，蔗渣粉末與氨水溶液的用量比為1g/15ml；
7）啟動高溫反應釜開始反應，控制反應溫度110℃，反應時間10min；
8）待反應體系冷卻后，取出蔗渣粉末，加蒸餾水反復洗滌，烘干至含水率10%，即得到生物質粘結劑。
所述離子液體溶劑體系是由1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽（BMIMCl）與1，3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI），按質量比5-9:1混合所得。
本發(fā)明的優(yōu)點是：
1）本發(fā)明采用離子液體溶劑體系提取纖維素，其對纖維素的溶解能力強且易于回收、不會揮發(fā)，可有效地從蔗渣中提取纖維素，且不會造成資源過度浪費；
2）本發(fā)明采用高溫氨水處理蔗渣，可以有效降解木質素，形成具有芳香環(huán)的交聯(lián)三維網(wǎng)狀結構，有一定的粘合作用；同時可去除木質素與碳水化合物之間的酯鍵連接，使得蔗渣中纖維素、半纖維素等組分大幅度分解，產(chǎn)生糖類物質以及果膠等粘性產(chǎn)物，使所得生物質粘結劑具有高粘性；
3）本發(fā)明所需設備簡單、工藝簡便、處理溫度低、條件溫和且不會造成附加的環(huán)境危害，實現(xiàn)了生物質的高效處理，提高生物質資源利用效率，解決了蔗渣難于再利用的難題，具有極其深遠的社會意義和經(jīng)濟價值。
具體實施方式
本發(fā)明通過以下實施例進一步詳述，但本實施例所敘述的技術內容是說明性的，而不是限定性的，不應依此來局限本發(fā)明的保護范圍。
實施例1：
一種蔗渣中粗纖維素分離及生物質粘結劑的制備方法，包括以下步驟：
1）將蔗渣粉碎成100目的粉末；
2）將蔗渣粉末與離子液體溶劑體系按照質量比為1:20混合，于60℃水浴機械攪拌反應3h；
3）反應結束后，將蔗渣粉末與離子液體溶劑體系分離；
4）在分離得到的溶劑體系中加入去離子水，上清液與去離子水的體積比為1:10，得到含有沉淀物的混合液，抽濾后將得到的沉淀物烘干保存，即為粗纖維素產(chǎn)品；
5）將分離得到的蔗渣粉末取出，加蒸餾水反復洗滌，烘干；
6）向高溫反應釜中先后加入處理后的蔗渣粉末和濃度為1.0 mol/L的氨水溶液，蔗渣粉末與氨水溶液的用量比為1g/15ml；
7）啟動高溫反應釜開始反應，控制反應溫度110℃，反應時間10min；
8）待反應體系冷卻后，取出蔗渣粉末，加蒸餾水反復洗滌，烘干至含水率10%，即得到生物質粘結劑。
所述離子液體溶劑體系是由1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽（BMIMCl）與1，3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI），按質量比5:1混合所得。
實施例2：
1）將蔗渣粉碎成100目的粉末；
2）將蔗渣粉末與離子液體溶劑體系按照質量比為1:25混合，于80℃水浴機械攪拌反應2h；
3）反應結束后，將蔗渣粉末與離子液體溶劑體系分離；
4）在分離得到的溶劑體系中加入去離子水，上清液與去離子水的體積比為1:10，得到含有沉淀物的混合液，抽濾后將得到的沉淀物烘干保存，即為粗纖維素產(chǎn)品；
5）將分離得到的蔗渣粉末取出，加蒸餾水反復洗滌，烘干；
6）向高溫反應釜中先后加入處理后的蔗渣粉末和濃度為2.0mol/L的氨水溶液，蔗渣粉末與氨水溶液的用量比為1g/15ml；
7）啟動高溫反應釜開始反應，控制反應溫度110℃，反應時間10min；
8）待反應體系冷卻后，取出蔗渣粉末，加蒸餾水反復洗滌，烘干至含水率10%，即得到生物質粘結劑。
所述離子液體溶劑體系是由1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽（BMIMCl）與1，3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI），按質量比9:1混合所得。
實施例3：
1）將蔗渣粉碎成100目的粉末；
2）將蔗渣粉末與離子液體溶劑體系按照質量比為1: 25混合，于80℃水浴機械攪拌反應1h；
3）反應結束后，將蔗渣粉末與離子液體溶劑體系分離；
4）在分離得到的溶劑體系中加入去離子水，上清液與去離子水的體積比為1：10，得到含有沉淀物的混合液，抽濾后將得到的沉淀物烘干保存，即為粗纖維素產(chǎn)品；
5）將分離得到的蔗渣粉末取出，加蒸餾水反復洗滌，烘干；
6）向高溫反應釜中先后加入處理后的蔗渣粉末和濃度為3.0mol/L的氨水溶液，蔗渣粉末與氨水溶液的用量比為1g/15ml；
7）啟動高溫反應釜開始反應，控制反應溫度110℃，反應時間10min；
8）待反應體系冷卻后，取出蔗渣粉末，加蒸餾水反復洗滌，烘干至含水率10%，即得到生物質粘結劑。
所述離子液體溶劑體系是由1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽（BMIMCl）與1，3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI），按質量比9:1混合所得。