木质素基荧光探针的制备及应用研究文献综述

 2022-08-05 02:08

文献综述

摘要:木质素是自然界中最丰富的可再生芳香聚合物,可制造生物燃料和高附加值化学品。而木质索磺酸盐是造纸工业主要副产物之一,随着化石资源的日益枯竭和人们对环境保护的日益重视,人们对木质素磺酸盐的基础研究和应用开发研究渐趋活跃。为了能把握这一研究领域的新发展、新动向。本文综述了近几年来国内外科研工作者对木质素磺酸盐的分离与纯化、改性及其理化性质方面的研究进展,同时也综述了木质素磺酸盐近几年来在工业上的主要应用研究进展,具体包括其应用于混凝土减水剂、石油开采助剂、分散剂、高分子材料的改性剂等。

关键词:木质素;木质素磺酸盐;石墨烯量子点;碳点;荧光;制备方法

引言

木质素是自然界中含量仅次于纤维素与甲壳素的天然高分子聚合物,产量非常高,它作为填充和黏结物质,能加强植物纤维素之间的相互作用,也是人们大规模提取利用植物纤维素所必须去除的成分。因此,木质素衍生物作为造纸工业的副产物早已大量被分离产生。

随着石油、煤炭等一次性资源的日益枯竭和价格上涨,木质素作为天然可再生资源,它的研究应用日益受到人们的关注。木质素磺酸盐主要来源于酸性亚硫酸盐制浆废液和中性亚硫酸盐制浆废液,是造纸工业的主要副产物之一,目前仅我国年产就已达到450万吨以上,而且随着造纸工业的发展还有进一步增长的趋势,造纸黑液中的木质素磺酸盐被回收利用的不到10%,因此,大力加强木质索磺酸盐的应用研究具有重大意义。现将近年来国内外在这方面的研究工作综述如下。

1. 木质素磺酸盐的分离与纯化研究

木质素磺酸盐的分离纯化方法主要有石灰沉淀法、离子交换法,反渗透法、超滤法等。最近Chakrabarty等研究了厚体液膜法从水溶液中萃取回收木质素磺酸盐。作者通过实验确定了以二氯乙烷为有机溶剂,三辛胺(ToA)为流动载体,NaOH溶液为反萃相的液膜体系分离水溶液中的木质素磺酸盐,并确定了最优工艺条件。在最优工艺操作条件下,水溶液中98%的木质素磺酸盐被萃取,其中70%的木质素磺酸盐被反萃相萃取回收。

为了增大上述分离方法的处理量,更好地应用于实践,作者接着以尼龙6,6一三辛胺一二氯乙烷构成支撑液膜体系,以NaOH溶液为反萃相研究了支撑液膜法分离木质素磺酸盐,并建立了传质模型。得到了木质素磺酸盐在水相和有机相中的传质系数,在最优条件下,水溶液中90%的木质素磺酸盐被萃取,其中43%的木质素磺酸盐被反萃相萃取回收。液膜分离法操作简单。但其回收率有待提高。是一种具有发展潜力的木质紊磺酸盐分离方法。市售木质素磺酸盐纯度低.杂质多。分子量从几百到数万,具有显著的多分散性,为了更好地利用木质紊磺酸盐,提高其产品性能以及深入研究其化学结构,必须对其进行进一步的纯化与精制。严明芳等以粗木质素磺酸钠为原料,分别采用树脂法、超滤法、长链胺法和溶剂萃取法对其进行了提纯。结果表明溶剂萃取法不能达到提纯目的,树脂法、超滤法、长链胺法可除去相对分子量小于1000的杂质。而且,提纯产品中的木质素磺酸盐含量大幅度提高,重均分子量和数均分子量均增大,分子量分布更均一。其中长链胺法除糖效果最好,提纯后糖含量下降了50%,超滤法的收率最高。可达31%.且其提纯产品的重均分子量较高,达到12000,比粗木钠提高了一倍以上。随着木质素磺酸盐的新用途的不断开发,木质素磺酸盐的精制必将受到日益重视。

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