技术摘要：
本发明公开了一种降解麦草碱木质素的方法，包括使用离子液体和杂多酸催化剂降解麦草碱木质素，所述离子液体包括1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐，所述杂多酸包括H3PW12O40。所述杂多酸催化剂包括H3PW12O40和载体，所述载体包括氧化铝、氧化铝、氧化锆和活性炭中的至少一种，  全部
背景技术：
木质素是自然界中含量最大的可再生天然芳香族高分子聚合物，占植物质量的15 ～30％。  工业碱木质素主要来源于制浆造纸工业，由于其具有结构复杂、反应活性低、分散 度大等特  点，导致其利用率不高。故降低碱木质素分散度并提高木质素反应活性，是实现 碱木质素资  源化利用的有效途径之一。木质素在合适催化剂作用下可降解为多种芳香族 和脂肪族有机小 分子化合物，被认为是未来可替代石油化工产品的可再生资源。 杂多酸是由水或有机分子、杂多阴离子以及阳离子(质子、金属阳离子、有机阳离 子)  组成。杂多酸的结构类型有Keggin型(中心原子与杂原子的个数比为1:12)、Dawson型 (中  心原子与杂原子的个数比为2:18)、Waugh型(中心原子与杂原子的个数比为1:9)以及 Silver  型与Anderson型等。其中杂多酸的一级结构是指杂多阴离子[XM O ]n-12 40 (X＝P、Si、 Ge等，  M＝W、Mo、V等)的结构，主要表示杂多酸的组成元素、个数与骨架结构。多阴离子和反 荷  离子相组合得到的晶体结构是杂多酸的二级结构，其中当众多的二级结构堆积便形成 杂多化  合物晶胞；杂多酸的酸性、氧化还原性、极性溶液中溶解性、催化活性以及选择性， 受反荷  阳离子的点电荷、电负性和半径的不同所影响。杂多酸的三级结构是指在三维空间 中多阴离  子、反荷离子与结晶水三部分组成的结构。 由于杂多酸化合物结构中同时拥有配合物和金属氧化物，使得杂多酸既具有酸性 又具有 氧化还原性，所以杂多酸可作为酸性催化剂、氧化还原催化剂以及双功能催化剂。 离子液体(Ionic  Liquid)是当下较为受欢迎的一种绿色溶剂或催化剂，当温度是 在室温  或者是接近室温时，离子液体呈液态的有机熔融盐，故离子液体又可称为室温熔融 盐、有机  熔融盐等。离子液体以其独特的性质早已成为当前科技研究发展的热点与前沿， 它与其它有  机溶剂相比较，离子液态中无电中性分子，而是由半径几乎相同的阴、阳离子 组成，所以离  子液体具有更好的热稳定性与导电性能，并在诸多化学反应中得以应用，显 示出一系列的优  点，例如：反应速率快、反应的选择性高、转化率高、催化体系可循环使用 等。
技术实现要素：
本发明的目的在于根据现有技术存在的问题，提供一种通过使用离子液体和杂多 酸催化  剂降解麦草碱木质素的方法，其中所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑氯盐，所 述杂多酸包  括H3PW12O40，本发明研究发现，使用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体和 H3PW12O40杂多酸  共同降解麦草碱木质素，在一定的催化剂用量和降解条件下，可极大提高 降解产物中的活性 官能团含量，为麦草碱木质素的高效利用提供了新途径。 根据本发明的目的，提供了一种降解麦草碱木质素的方法，包括使用离子液体和 3 CN 111732615 A 说　明　书 2/10 页 杂多酸  催化剂降解麦草碱木质素。 根据本发明的一些实施方式，所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑氯盐，所述杂 多酸包 括H3PW12O40。 根据本发明的优选实施例，所述杂多酸催化剂包括H3PW12O40和载体。 根据本发明的一些实施例，所述载体包括氧化铝、氧化锆、氧化硅、沸石分子筛、金 属  钌和活性炭中的至少一种，优选为氧化锆。 在一些具体的实施例中，所述杂多酸催化剂为H3PW12O40/ZrO2。 根据本发明的优选实施方式，所述杂多酸催化剂与麦草碱木质素的质量之比为1: (2-12)，  优选为1:(3-8)，更优选为1:(3.5-6)，进一步优选为1:4。 根据本发明的一些实施例，所述离子液体与所述麦草碱木质素的质量之比为(30- 50):1，  优选为(35-45):1，更优选为(35-40):1。 根据本发明的一些实施方式，在使用时，将离子液体加热至70-90℃，将麦草碱木 质素溶 解于离子液体中，然后加入杂多酸催化剂进行降解处理。 在反应过程中，离子液体既起到溶剂作用溶解麦草碱木质素，又起到催化作用，与 杂多  酸双效催化降解木质素；与使用醇溶液作为溶剂相比，离子液体可以作为溶剂的同时 催化降 解木质素，使得所降解产物中活性官能团酚羟基的含量增加。 根据本发明的优选实施例，所述降解温度为80-180℃，优选为90-140℃，更优选为  100-120℃。 在一些具体的实施例中，优选在真空条件下进行所述麦草碱木质素的降解。采用 真空加  热目的是为防止降解产物在高温下与空气中氧气进行进一步氧化反应，使得降解 后所测得产  物中羟基含量降低，导致结论不准确。 根据本发明的优选实施方式，所述降解时间为1-12h，优选为1-6h，例如1h、2h、3h、  4h、5h或6h。 根据本发明的一些实施方式，所述杂多酸催化剂通过如下方法制备： (A)将H3PW12O40溶于乙醇溶液中； (B)向步骤(A)的溶液中加入载体； (C)对步骤(B)得到的混合物进行回流处理，然后除去过量的乙醇溶液，得到固体 产  物； (D)对步骤(C)得到的固体产物依次进行干燥和活化处理，即得。 根据本发明的优选实施例，所述H3PW12O40的质量与乙醇溶液的体积之比为(0.5-2) g:  (3-5)mL，优选为1g:4mL。 根据本发明的优选实施方式，所述载体的质量与乙醇溶液的体积之比为(0.5-2) g:  (3-5)mL，优选为1g:4mL。 根据本发明的具体实施例，所述乙醇溶液为无水乙醇。 在一些具体的实施例中，所述氧化锆载体通过如下方法制备： 将10mol/L的氨水溶液逐滴加入0.2mol/L的氯化锆溶液中，搅拌至溶液的pH＝8。 抽滤， 收集沉淀物，并用氨水(pH＝8)洗涤至采用硝酸银测定不含氯离子为止。将上述固体 至于120℃  干燥12小时即得到固体氧化锆，研磨400目备用。 根据本发明的一些实施例，步骤(C)中回流处理的温度为60-100℃，优选为80℃， 4 CN 111732615 A 说　明　书 3/10 页 回 流处理的时间为10-15h，优选为12h。 根据本发明的优选实施例，对步骤(C)中除去过量的乙醇溶液的方法没有特别的 限定，  采用本领域已知的方法即可。例如可通过旋转蒸发的方式除去过量的乙醇溶液。 根据本发明的优选实施方式，步骤(D)中干燥处理的温度为100-150℃，优选为120 ℃； 处理时间为15-30h，优选为24h。 在一些具体的实施例中，步骤(D)中的活化处理包括将干燥后的产物依次在200 ℃、  300℃、400℃和500℃下活化4h。 根据本发明的一些实施方式，所述降解方法具体包括如下步骤： (1)将麦草碱木质素溶于离子液体中； (2)向步骤(1)的液体中加入杂多酸催化剂，在一定温度下反应一段时间； (3)将步骤(2)的反应物冷却至室温，经过固液分离处理得到固体催化剂和液体； (4)对步骤(3)得到的液体依次进行静置、过滤和干燥处理，得到降解产物。 根据本发明的优选实施方式，所述步骤(1)包括将离子液体加热至70-90℃，将麦 草碱  木质素加入离子液体中，搅拌使其溶解。 根据本发明的一些实施例，所述离子液体与所述麦草碱木质素的质量之比为(30- 50):1，  优选为(35-45):1，更优选为(35-40):1。 根据本发明的优选实施方式，所述杂多酸催化剂与麦草碱木质素的质量之比为1: (2-12)，  优选为1:(3-8)，更优选为1:(3.5-6)，进一步优选为1:4。 在一些具体的实施例中，所述杂多酸催化剂优选为H3PW12O40/ZrO2。 根据本发明的一些实施方式，所述步骤(2)中的温度为80-180℃，优选为90-140 ℃， 更优选为100-120℃。 根据本发明的优选实施方式，所述步骤(2)中的时间为0.5-12h，优选为1-6h，更优 选 为2h。 根据本发明的一些实施例，所述方法还包括回收步骤(3)得到的固体催化剂，洗涤 并进 行活化处理。 根据本发明的优选实施例，所述步骤(4)包括：向步骤(3)得到的液体中加入蒸馏 水，  搅拌均匀后进行静置处理1h，使固体物析出，过滤，然后进行干燥处理，得到降解产物； 优  选在40-50℃下真空干燥24-30h。 根据本发明的一些实施方式，所述方法还包括在降解处理前对所述麦草碱木质素 原料进 行预处理，优选所述预处理包括： 向麦草碱木质素原料中加入质量比为1:9的蒸馏水，快速搅拌使其溶解，静置12～ 24h，  抽滤除去上述水溶液中杂质，在滤液中缓慢加入2mol/L盐酸直至滤液pH为2，静置12 ～24  h，再抽滤得到滤饼即为麦草碱木质素，用水将固体洗涤至中性，至于真空干燥箱50 ℃，48  h烘干，研磨400目制得精制的麦草碱木质素。 附图说明 图1示出了本发明制备例1的精制麦草碱木质素(A)、实施例1制得的降解产物(C)  和比较例1制得的降解产物(B)的FT-IR光谱图； 图2示出了本发明制备例1的精制麦草碱木质素(A)的13C-NMR谱图。 5 CN 111732615 A 说　明　书 4/10 页 图3示出了本发明实施例1制得的降解产物(B)的13C-NMR谱图。