碳酸钠催化氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂改性碱木质素研究结果是什么？
传统降解木质素的溶剂通常为有机溶剂或离子液体，但存在毒性大、安全性低、成本高等不足。
本研究选择氯化胆碱与氢键供体合成DES作为改性剂，对工业碱木质素进行改性，研究不同氢键供体、氯化胆碱与氢键供体物质的量比，得到DES改性碱木质素的最佳工艺。
通过UV、FT-IR、13CNMR、TG和DTG对木质素进行表征，研究DES改性前后碱木质素结构的变化，并对其反应机理进行初步解析。
以FA、OA、U、Lac为氢键供体，分别与ChCl合成DES，DES与碱木质素质量比为1∶20，反应温度为120°C，时间为12h，得到改性木质素，烘干称质量，计算后得到不同DES体系的木质素提取率，结果见表1。
由表1可见，ChCl/Lac低共熔溶剂体系的木质素提取率为95.37%，高于其他DES体系。综上，后续研究选用ChCl/Lac体系DES。
选择nLac/nChCl=12的ChCl/Lac体系，DES添加量为AL质量的20倍，反应温度为120°C，考察反应时间对木质素提取率的影响，结果见图1(d)。
随反应时间的增加，木质素提取率呈现先增大后减小再增大的趋势，在反应时间为12h时木质素提取率最大。因此，取反应时间为12h。
综合各单因素试验结果确定ChCl/Lac体系改性碱木质素的最佳条件为：DES添加量为碱木质素质量的20倍，ChCl和Lac物质的量比1∶12，反应温度120°C，反应时间12h，最高提取率为95.37%。
选择100°C为反应温度，催化剂添加量为混合溶液质量的10%，催化剂分别为质量分数为1%H2SO4、HCl、KOH、NaOH、Na2CO3的水溶液和碱性过氧化氢(pH值11.5)，反应12h后得到改性木质素，烘干称质量，计算木质素提取率，结果如表2所示。
从表2可见，1%Na2CO3催化后木质素提取率为50.04%，高于无催化时的木质素提取率(40.39%)。
选择Na2CO3作为催化剂，Na2CO3溶液添加量为DES改性碱木质素溶液质量的10%，Na2CO3质量分数分别为1%、4%、5%、6%、7%、8%、9%和12%，反应温度为100°C，反应时间12h，结果见表3。
从表3可见，用Na2CO3催化后的木质素提取率均大于只使用ChCl/Lac体系或Na2CO3单一组分改性。
木质素标准品、碱木质素和不同氢键供体与ChCl合成的DES改性后木质素红外谱图如图2所示。
表明碱木质素相比于木质素标准品含有更多紫丁香基结构单元和羟甲基。
DES改性后样品在1380、1425、1625cm-1处均有芳香环振动吸收峰，此处为木质素特征峰，说明经过DES改性后木质素结构并未被破坏。
DES改性后木质素在1044cm-1处为羟甲基中C—O弯曲振动吸收峰，表明在DES改性后木质素中引入羟甲基。
表明ChCl/OA、U、FA体系改性后碱木质素中的糖类物质未被完全分离，而用ChCl/Lac体系改性后木质素中仅存在少量残留，改性后纯度有明显提高。
不同催化剂催化ChCl/Lac改性木质素的红外光谱如图3所示。
由图3可见，各催化剂催化改性后木质素在3425cm-1处脂肪族和芳香族羟基特征峰强度增强，1625cm-1处芳香环骨架振动增强，说明添加催化剂会增强木质素结构的保留。
各催化剂催化改性后木质素在1735cm-1处乙酰基中CO吸收峰强度明显减弱甚至消失，说明添加催化剂促进了木糖的去除。
HCl、KOH催化在1380cm-1处芳香环振动吸收峰强度减弱至消失，此处为木质素特征峰，说明HCl、KOH催化破坏了木质素结构。
碱木质素原料、改性后木质素的13CNMR如图4所示，改性后木质素在δ175处羧基峰强度降低至消失，表明改性过程中羧基基团裂解。
结果表明，经改性后的碱木质素β-O-4键断裂，引入大量羟甲基和甲氧基，主要结构单元为紫丁香基结构单元。
由图5可知，3种木质素热解阶段主要在150~700°C温度范围内，其中DES改性后木质素热重损失率最大。
经过对不同DES体系改性碱木质素进行分析,ChCl/Lac改性碱木质素的木质素提取率最高。
最佳条件为120°C下,DES添加量为AL质量的20倍,ChCl与Lac的物质的量比为1∶12,反应时间为12h,木质素提取率为95.37%。
用Na2CO3作为催化剂催化ChCl/Lac改性碱木质素,反应温度100°C下,加入质量分数8%的Na2CO3催化剂,ChCl与Lac的物质的量比为1∶12,碱木质素与DES质量比为1∶20,反应12h催化效果最佳,木质素提取率为74.87%。
