作者:朱若斐等   来源:   发布时间:2025-02-13   Tag:   点击:
一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法

 : 本发明提供了一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,该方法将经有机酸处理后的罗布麻加入固定化酶凝胶处理液中,最后将罗布麻加入氧化剂处理液中得到罗布麻纤维。本发明中固定化酶凝胶处理液可循环使用,且制备得到的罗布麻纤维失重率50%左右,残胶率为3%左右,白度为80%左右,在保证脱胶效果的同时降低所用碱液的浓度,解决了传统化学法脱胶用碱量大与环境污染严重的问题。

 

权利要求书

1.一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于,包含以下步骤:

S1.将罗布麻浸泡于有机复合酸预处理液中并进行清洗,得到经预处理的罗布麻;

S2.将S1中预处理后的罗布麻加入至固定化酶凝胶处理液中,加热反应后清洗得到固定化酶凝胶处理后的罗布麻;

S3.将S2中固定化酶凝胶处理后的罗布麻加入至氧化剂处理液中,加热反应后进行清洗脱水烘干,得到罗布麻纤维。

2.根据权利要求1所述的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于:所述S1中有机复合酸预处理液是组份是浓度为0.3~0.6g/L的马来酸溶液、0.3~0.6g/L的富马酸溶液和0.3~0.6g/L的过氧甲酸溶液,所述马来酸溶液、富马酸溶液和过氧甲酸溶液的体积比为1~2:1~4:2~5,罗布麻与有机复合酸预处理液的浴比为1:30~50,预处理温度为50~90℃,时间为1~1.5h。

3.根据权利要求1所述的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于:所述S2中固定化酶凝胶处理液的组分是浓度为0.2~0.5g/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.3~0.6g/L亚硫酸钠溶液、浓度为0.2~0.8g/L的硅酸钠溶液、浓度为0.5~1g/L的表面活性剂溶液和质量分数为固定化酶凝胶处理液的20~45wt%的固定化酶凝胶,所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液、烷基酚聚氧乙烯醚溶液、渗透剂JFC溶液、脂肪酸甲酯磺酸盐溶液中的一种或多种,反应时间为1~2h,反应温度为50~80℃,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:30~50。

4.根据权利要求1所述的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于:所述S3中氧化剂处理液的组分是三氯化铁和1,4丁二醇,两者的质量比为1~4:80~120,反应时间为0.5~1h,反应温度为90~120℃,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:30~50。

5.根据权利要求4所述的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于,所述固定化酶凝胶的制备包含以下步骤:

S11.将海藻酸钠/水溶液与羧甲基纤维素/水溶液混合,得到均质溶液A;

S12.向均质溶液A中加入质量分数为2~10wt%的果胶裂解酶溶液并搅拌均匀,随后加入中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球,经超声后得到悬浮液;

S13.向S12所得悬浮液滴加质量分数为3~6wt%氯化钙溶液,2~4℃硬化后得到固定化酶凝胶。

6.根据根据权利要求5所述的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于:所述海藻酸钠、羧甲基纤维素和中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的质量比为1.5~3:1~2:2~3,所述均质溶液A与果胶裂解酶溶液的体积比为10~15:1~2。

7.根据权利要求6所述的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于:所述中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的制备包含以下步骤:

S21.取体积比为5~9:1~4的聚对二甲苯和环戊基甲醚加入到质量比为4~8:3~5的1,3,5三氨基2,4,6三硝基苯和2,5二羟基对苯二甲酸中,随后加入丙酸超声处理并脱气;

S22.将S11所得产物100~180℃加热65~75h并离心分离,真空干燥后得到中空共价有机框架;

S23.将正硅酸甲酯加入到体积比为20~40:1~15的环己烷与丁醇混合溶液中,经搅拌后得到正硅酸甲酯质量分数为5~20wt%的均质溶液B;

S24.将苄索氯铵加入到质量分数为尿素/水溶液中,经搅拌后得到苄索氯铵质量分数为7~25wt%的均质溶液C;

S25.将均质溶液B与均质溶液C按体积比1~3:2~7混合后100~150℃下加热3~5h,将所得产物洗涤干燥,在500~650℃下煅烧3h,得到枝状中空二氧化硅微球;

S26.将S25所得枝状中空二氧化硅微球沉积到S22所得中空共价有机框架上,得到中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球。

8.根据权利要求7所述的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于:所述S26中枝状中空二氧化硅微球与中空共价有机框架的质量比为1~4:1~7。

技术领域

本发明涉及脱胶方法技术领域,尤其涉及一种罗布麻的脱胶方法。

 

背景技术

全球对天然纤维的需求每年都在增加,麻作为一种天然纤维,已被用于纺织、食品、化妆品和医学等行业。罗布麻是一种生长在中国西北地区的野生植物,具有棉的柔软、丝的光泽、麻的挺括,因其良好的力学性能、吸湿透气性以及抗菌性等特点,在纺织行业中有着广泛的应用前景。但罗布麻纤维组成成分中除纤维素外,还有脂蜡质、果胶、木质素、半纤维素和水溶物等伴生物质,这些统称为胶质。然而,罗布麻纤维表面附着的胶质成分严重影响了其可纺性和后续加工性能,为达到纺纱要求,罗布麻原麻必须经过脱胶,除去纤维周围全部或部分胶质,使纤维分离、松散,才能制取可纺纤维。然而,罗布麻纤维的提取过程中存在一个关键的技术难题,即如何有效地去除纤维表面的胶质物质。目前,罗布麻脱胶方法主要包括化学脱胶、物理脱胶和生物脱胶三大类。传统的化学脱胶方法虽然能够达到一定的脱胶效果,但往往伴随着严重的环境污染问题,并且可能会对纤维造成损伤,降低其品质;物理脱胶则存在能耗高、成本大等问题;生物脱胶虽然环保,但脱胶效率相对较低、反应时间长且对各种物理或化学因素(如强酸、强碱、高热、有机溶剂等)较为敏感,制约了其广泛应用。因此,有必要开发一种既能提高脱胶效率又能减少环境污染的新型脱胶方法。

 

发明内容

要解决的技术问题:本发明的目的在于克服传统物理法、化学脱胶与生物脱胶技术中存在的问题,提供一种脱胶效率高、白度好且环保的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法。

技术方案:

一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于,包含以下步骤:

S1.将罗布麻浸泡于有机复合酸预处理液中并进行清洗,得到经预处理的罗布麻;

S2.将S1中预处理后的罗布麻加入至固定化酶凝胶处理液中,加热反应后清洗得到固定化酶凝胶处理后的罗布麻;

S3.将S2中固定化酶凝胶处理后的罗布麻加入至氧化剂处理液中,加热反应后进行清洗脱水烘干,得到罗布麻纤维。

优选的,所述S1中有机复合酸预处理液是组份是浓度为0.3~0.6g/L的马来酸溶液、0.3~0.6g/L的富马酸溶液和0.3~0.6g/L的过氧甲酸溶液,所述马来酸溶液、富马酸溶液和过氧甲酸溶液的体积比为1~2:1~4:2~5,罗布麻与有机复合酸预处理液的浴比为1~30:1~50,预处理温度为50~90℃,时间为1~1.5h。

优选的,所述S2中固定化酶凝胶处理液的组分是浓度为0.2~0.5g/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.3~0.6g/L亚硫酸钠溶液、浓度为0.2~0.8g/L的硅酸钠溶液、浓度为0.5~1g/L的表面活性剂溶液和质量分数为固定化酶凝胶处理液的20~45wt%的固定化酶凝胶,所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液、烷基酚聚氧乙烯醚溶液、渗透剂JFC溶液、脂肪酸甲酯磺酸盐溶液中的一种或多种,反应时间为1~2h反应温度为50~80℃,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:30~50。

优选的,所述S3中氧化剂处理液的组分是三氯化铁和1,4丁二醇,两者的质量比为1~4:80~120,反应时间为0.5~1h,反应温度为90~120℃,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:30~50。优选的,所述固定化酶凝胶的制备包含以下步骤:

S11.将海藻酸钠/水溶液与羧甲基纤维素/水溶液混合,得到均质溶液A;

S12.向均质溶液A中加入质量分数为2~10wt%的果胶裂解酶溶液并搅拌均匀,随后加入中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球,经超声后得到均质悬浮液;

S13.将S12所得悬浮液滴加至质量分数为3~6wt%氯化钙溶液中,2~4℃硬化后得到固定化酶凝胶。

优选的,所述海藻酸钠、羧甲基纤维素和中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的质量比为1.5~3:1~2:2~3,所述均质溶液A与果胶裂解酶溶液的体积比为10~15:1~2。

优选的,所述中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的制备包含以下步骤:

S21.取体积比为5~9:1~4的聚对二甲苯和环戊基甲醚加入到质量比为4~8:3~5的1,3,5三氨基2,4,6三硝基苯和2,5二羟基对苯二甲酸中,随后加入丙酸超声处理并脱气;

S22.将S11所得产物100~180℃加热65~75h并离心分离,真空干燥后得到中空共价有机框架;

S23.将正硅酸甲酯加入到体积比为20~40:1~15的环己烷与丁醇混合溶液中,经搅拌后得到正硅酸甲酯质量分数为5~20wt%的均质溶液B;

S24.将苄索氯铵加入到质量分数为尿素/水溶液中,经搅拌后得到苄索氯铵质量分数为7~25wt%的均质溶液C;

S25.将均质溶液B与均质溶液C按体积比1~3:2~7混合后100~150℃下加热3~5h,将所得产物洗涤干燥,在500~650℃下煅烧3h,得到枝状中空二氧化硅微球;

S26.将S25所得枝状中空二氧化硅微球沉积到S22所得中空共价有机框架上,得到中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球。

优选的,所述S26中枝状中空二氧化硅微球与中空共价有机框架的质量比为1~4:1~7。

优选的,本发明的第一目的是基于本发明所述化学生物酶的方法探究物理、化学生物酶法制备罗布麻纤维的方法,区别在于调整S1中预处理的方法为物理法预处理,包括超声波、微波、光波、蒸汽爆破等技术。

优选的,本发明的第二目的在于本发明所述的方法制备得到的罗布麻纤维。

优选的,本发明的第三目的在于由本发明所述的方法制得的罗布麻纤维在纺纱织造中的应用。有益效果:本发明所提供的罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法具有以下优点:

1.本发明中采用有机酸复合液对罗布麻进行预处理,马来酸溶液、富马酸溶液和过氧甲酸溶液能够促进杂质去除、打开表面孔隙的通道,有利于后续的酶脱胶工艺;

2.本发明中固定化酶凝胶中的中空共价有机框架通过提供更多的活性位点、改善传质效率、保护酶分子以及提供适宜的微环境等多种方式有效地提升了酶的活性和稳定性,此外枝状中空二氧化硅微球孔径和孔道结构可调有利于酶分子的进入和固定,且枝状结构具有高的机械稳定性和化学惰性,有助于保持酶的活性和选择性,从而提升了固定化酶凝胶的可重复使用性能;

3.本发明中采用氧化剂处理不仅提高了罗布麻脱胶效果,也增加了罗布麻的白度,制备得到的罗布麻失重率50%左右,残胶率为3%左右,白度为80%左右。

 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述,以下实施例是对本发明的解释而本发明不局限于以下实施例:

实施例1

一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于,包含以下步骤:

S1.取罗布麻将其浸泡于有机复合酸预处理液中,组份是浓度为0.3g/L的马来酸溶液、0.3g/L的富马酸溶液和0.3g/L的过氧甲酸溶液,马来酸溶液、富马酸溶液和过氧甲酸溶液的体积比为1:1:2,罗布麻与有机复合酸预处理液的浴比为1:30,50℃加热1h并进行清洗,得到经预处理的罗布麻;

S2.将S1中预处理后的罗布麻加入至固定化酶凝胶处理液中,组份是浓度为0.2g/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.3g/L亚硫酸钠溶液、浓度为0.2g/L的硅酸钠溶液、浓度为0.5g/L的表面活性剂溶液和质量分数为固定化酶凝胶处理液的20wt%的固定化酶凝胶,表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液和烷基酚聚氧乙烯醚溶液,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:30,50℃反应1h后清洗得到固定化酶凝胶处理后的罗布麻;

S3.将S2中固定化酶凝胶处理后的罗布麻加入至氧化剂处理液中(组分是三氯化铁和1,4丁二醇,两者的质量比为1:80),罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:30,90℃反应0.5h后进行清洗脱水烘干,得到罗布麻纤维;

其中,所述固定化酶凝胶的制备包含以下步骤:

S11.取质量比为1.5:1的海藻酸钠与羧甲基纤维素分别配制溶液,随后混合得到均质溶液A;

S12.取质量分数为2wt%的果胶裂解酶溶液加入S11所得均质溶液中,均质溶液A与果胶裂解酶溶液的体积比为10:1,随后加入中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球,中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球与海藻酸钠、羧甲基纤维素的质量比为2:1:1.5,经超声后得到悬浮液;

S13.将S12所得悬浮液滴加至质量分数为3wt%氯化钙溶液中,2℃硬化后得到固定化酶凝胶;

其中,所述中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的制备包含以下步骤:

S21.取体积比为5:1的聚对二甲苯和环戊基甲醚加入到质量比为4:3的1,3,5三氨基2,4,6三硝基苯和2,5二羟基对苯二甲酸中,随后加入丙酸超声处理并脱气;

S22.将S11所得产物100℃加热65h并离心分离,真空干燥后得到中空共价有机框架;

S23.将正硅酸甲酯加入到体积比为20:1的环己烷与丁醇混合溶液中,经搅拌后得到正硅酸甲酯质量分数为5wt%的均质溶液B;

S24.将苄索氯铵加入到质量分数为尿素/水溶液中,经搅拌后得到苄索氯铵质量分数为7wt%的均质溶液C;

S25.将均质溶液B与均质溶液C按体积比1:2混合后100℃下加热3h后将所得产物洗涤干燥,在500℃下煅烧3h,得到枝状中空二氧化硅微球;

S26.将S25所得枝状中空二氧化硅微球浸渍沉积(10min)到S22所得中空共价有机框架上,中枝状中空二氧化硅微球与中空共价有机框架的质量比为1:1,得到中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球。

实施例2

一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于,包含以下步骤:

S1.取罗布麻将其浸泡于有机复合酸预处理液中,组份是浓度为0.6g/L的马来酸溶液、0.6g/L的富马酸溶液和0.6g/L的过氧甲酸溶液,马来酸溶液、富马酸溶液和过氧甲酸溶液的体积比为2:4:5,罗布麻与有机复合酸预处理液的浴比为1:50,90℃加热1.5h并进行清洗,得到经预处理的罗布麻;

S2.将S1中预处理后的罗布麻加入至固定化酶凝胶处理液中,组份是浓度为0.5g/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.6g/L亚硫酸钠溶液、浓度为0.8g/L的硅酸钠溶液、浓度为1g/L的表面活性剂溶液和质量分数为固定化酶凝胶处理液的45wt%的固定化酶凝胶,表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液和脂肪酸甲酯磺酸盐,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:50,80℃反应2h后清洗得到固定化酶凝胶处理后的罗布麻;

S3.将S2中固定化酶凝胶处理后的罗布麻加入至氧化剂处理液中(组分是三氯化铁和1,4丁二醇,两者的质量比为4:120),罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:50,120℃反应1h后进行清洗脱水烘干,得到罗布麻纤维;

其中,所述固定化酶凝胶的制备包含以下步骤:

S11.取质量比为3:2的海藻酸钠与羧甲基纤维素分别配制溶液,随后混合得到均质溶液A;

S12.取质量分数为2wt%的果胶裂解酶溶液加入S11所得均质溶液中,均质溶液A与果胶裂解酶溶液的体积比为10:1,随后加入中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球,中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球与海藻酸钠、羧甲基纤维素的质量比为3:2:3,经超声后得到悬浮液;

S13.将S12所得悬浮液滴加至质量分数为6wt%氯化钙溶液中,4℃硬化后得到固定化酶凝胶;

其中,所述中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的制备包含以下步骤:

S21.取体积比为9:4的聚对二甲苯和环戊基甲醚加入到质量比为8:5的1,3,5三氨基2,4,6三硝基苯和2,5二羟基对苯二甲酸中,随后加入丙酸超声处理并脱气;

S22.将S11所得产物180℃加热75h并离心分离,真空干燥后得到中空共价有机框架;

S23.将正硅酸甲酯加入到体积比为40:15的环己烷与丁醇混合溶液中,经搅拌后得到正硅酸甲酯质量分数为20wt%的均质溶液B;

S24.将苄索氯铵加入到质量分数为尿素/水溶液中,经搅拌后得到苄索氯铵质量分数为25wt%的均质溶液C;

S25.将均质溶液B与均质溶液C按体积比1:2混合后100℃下加热3h后将所得产物洗涤干燥,在650℃下煅烧3h,得到枝状中空二氧化硅微球;

S26.将S25所得枝状中空二氧化硅微球浸渍沉积(60min)到S22所得中空共价有机框架上,中枝状中空二氧化硅微球与中空共价有机框架的质量比为4:7,得到中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球。

实施例3

一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于,包含以下步骤:

S1.取罗布麻将其浸泡于有机复合酸预处理液中,组份是浓度为0.4g/L的马来酸溶液、0.3g/L的富马酸溶液和0.5g/L的过氧甲酸溶液,马来酸溶液、富马酸溶液和过氧甲酸溶液的体积比为2:1:2,罗布麻与有机复合酸预处理液的浴比为1:30,50℃加热1h并进行清洗,得到经预处理的罗布麻;

S2.将S1中预处理后的罗布麻加入至固定化酶凝胶处理液中,组份是浓度为0.2g/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.3g/L亚硫酸钠溶液、浓度为0.2g/L的硅酸钠溶液、浓度为0.5g/L的表面活性剂溶液和质量分数为固定化酶凝胶处理液的30wt%的固定化酶凝胶,表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液和烷基酚聚氧乙烯醚溶液,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:35,50℃反应1h后清洗得到固定化酶凝胶处理后的罗布麻;

S3.将S2中固定化酶凝胶处理后的罗布麻加入至氧化剂处理液中,组分是三氯化铁和1,4丁二醇,两者的质量比为2:95,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:45,90℃反应0.5h后进行清洗脱水烘干,得到罗布麻纤维;

其中,所述固定化酶凝胶的制备包含以下步骤:

S11.取质量比为1.5:1的海藻酸钠与羧甲基纤维素分别配制溶液,随后混合得到均质溶液A;

S12.取质量分数为2wt%的果胶裂解酶溶液加入S11所得均质溶液中,均质溶液A与果胶裂解酶溶液的体积比为10:1,随后加入中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球,中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球与海藻酸钠、羧甲基纤维素的质量比为2:1:1.5,经超声后得到悬浮液;

S13.将S12所得悬浮液滴加至质量分数为3wt%氯化钙溶液中,3℃硬化后得到固定化酶凝胶;

其中,所述中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的制备包含以下步骤:

S21.取体积比为7:2的聚对二甲苯和环戊基甲醚加入到质量比为4:3的1,3,5三氨基2,4,6三硝基苯和2,5二羟基对苯二甲酸中,随后加入丙酸超声处理并脱气;

S22.将S11所得产物100℃加热65h并离心分离,真空干燥后得到中空共价有机框架;

S23.将正硅酸甲酯加入到体积比为20:1的环己烷与丁醇混合溶液中,经搅拌后得到正硅酸甲酯质量分数为5wt%的均质溶液B;

S24.将苄索氯铵加入到质量分数为尿素/水溶液中,经搅拌后得到苄索氯铵质量分数为7wt%的均质溶液C;

S25.将均质溶液B与均质溶液C按体积比1:2混合后100℃下加热3h后将所得产物洗涤干燥,在560℃下煅烧3h,得到枝状中空二氧化硅微球;

S26.将S25所得枝状中空二氧化硅微球浸渍沉积(30min)到S22所得中空共价有机框架上,中枝状中空二氧化硅微球与中空共价有机框架的质量比为2:5,得到中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球。

实施例4

一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于,包含以下步骤:

S1.取罗布麻将其浸泡于有机复合酸预处理液中,组份是浓度为0.3g/L的马来酸溶液、0.5g/L的富马酸溶液和0.6g/L的过氧甲酸溶液,马来酸溶液、富马酸溶液和过氧甲酸溶液的体积比为2:4:3,罗布麻与有机复合酸预处理液的浴比为1:40,60℃加热1h并进行清洗,得到经预处理的罗布麻;

S2.将S1中预处理后的罗布麻加入至固定化酶凝胶处理液中,组份是浓度为0.2g/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.4g/L亚硫酸钠溶液、浓度为0.2g/L的硅酸钠溶液、浓度为0.5g/L的表面活性剂溶液和质量分数为固定化酶凝胶处理液的35wt%的固定化酶凝胶,表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液和烷基酚聚氧乙烯醚溶液,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:43,50℃反应1.3h后清洗得到固定化酶凝胶处理后的罗布麻;

S3.将S2中固定化酶凝胶处理后的罗布麻加入至氧化剂处理液中,组分是三氯化铁和1,4丁二醇,两者的质量比为3:100,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:50,90℃反应0.5h后进行清洗脱水烘干,得到罗布麻纤维;

其中,所述固定化酶凝胶的制备包含以下步骤:

S11.取质量比为2:2的海藻酸钠与羧甲基纤维素分别配制溶液,随后混合得到均质溶液A;

S12.取质量分数为5wt%的果胶裂解酶溶液加入S11所得均质溶液中,均质溶液A与果胶裂解酶溶液的体积比为13:2,随后加入中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球,中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球与海藻酸钠、羧甲基纤维素的质量比为3:2:2,经超声后得到悬浮液;

S13.将S12所得悬浮液滴加至质量分数为3wt%氯化钙溶液中,2℃硬化后得到固定化酶凝胶;

其中,所述中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的制备包含以下步骤:

S21.取体积比为5:1的聚对二甲苯和环戊基甲醚加入到质量比为4:3的1,3,5三氨基2,4,6三硝基苯和2,5二羟基对苯二甲酸中,随后加入丙酸超声处理并脱气;

S22.将S11所得产物100℃加热65h并离心分离,真空干燥后得到中空共价有机框架;

S23.将正硅酸甲酯加入到体积比为20:1的环己烷与丁醇混合溶液中,经搅拌后得到正硅酸甲酯质量分数为5wt%的均质溶液B;

S24.将苄索氯铵加入到质量分数为尿素/水溶液中,经搅拌后得到苄索氯铵质量分数为7wt%的均质溶液C;

S25.将均质溶液B与均质溶液C按体积比1:2混合后100℃下加热3h后将所得产物洗涤干燥,在540℃下煅烧3h,得到枝状中空二氧化硅微球;

S26.将S25所得枝状中空二氧化硅微球浸渍沉积(40min)到S22所得中空共价有机框架上,中枝状中空二氧化硅微球与中空共价有机框架的质量比为3:7,得到中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球。

实施例5

一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,其特征在于,包含以下步骤:

S1.取罗布麻将其浸泡于有机复合酸预处理液中,组份是浓度为0.6g/L的马来酸溶液、0.3g/L的富马酸溶液和0.3g/L的过氧甲酸溶液,马来酸溶液、富马酸溶液和过氧甲酸溶液的体积比为2:3:4,罗布麻与有机复合酸预处理液的浴比为1:50,60℃加热1.2h并进行清洗,得到经预处理的罗布麻;

S2.将S1中预处理后的罗布麻加入至固定化酶凝胶处理液中(组份是浓度为0.2g/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.3g/L亚硫酸钠溶液、浓度为0.2g/L的硅酸钠溶液、浓度为0.5g/L的表面活性剂溶液和质量分数为固定化酶凝胶处理液的20wt%的固定化酶凝胶,表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚溶液和烷基酚聚氧乙烯醚溶液),罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1~30,50℃反应1h后清洗得到固定化酶凝胶处理后的罗布麻;

S3.将S2中固定化酶凝胶处理后的罗布麻加入至氧化剂处理液中,组分是三氯化铁和1,4丁二醇,两者的质量比为1:80,罗布麻与固定化酶凝胶处理液的浴比为1:30,90℃反应0.5h后进行清洗脱水烘干,得到罗布麻纤维;

其中,所述固定化酶凝胶的制备包含以下步骤:

S11.取质量比为1.5:1的海藻酸钠与羧甲基纤维素分别配制溶液,随后混合得到均质溶液A;

S12.取质量分数为2wt%的果胶裂解酶溶液加入S11所得均质溶液中,均质溶液A与果胶裂解酶溶液的体积比为10:1,随后加入中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球,中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球与海藻酸钠、羧甲基纤维素的质量比为3:2:3,经超声后得到悬浮液;

S13.将S12所得悬浮液滴加至质量分数为3wt%氯化钙溶液中,2℃硬化后得到固定化酶凝胶;

其中,所述中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球的制备包含以下步骤:

S21.取体积比为5:1的聚对二甲苯和环戊基甲醚加入到质量比为4:3的1,3,5三氨基2,4,6三硝基苯和2,5二羟基对苯二甲酸中,随后加入丙酸超声处理并脱气;

S22.将S11所得产物100℃加热65h并离心分离,真空干燥后得到中空共价有机框架;

S23.将正硅酸甲酯加入到体积比为20:1的环己烷与丁醇混合溶液中,经搅拌后得到正硅酸甲酯质量分数为5wt%的均质溶液B;

S24.将苄索氯铵加入到质量分数为尿素/水溶液中,经搅拌后得到苄索氯铵质量分数为7wt%的均质溶液C;

S25.将均质溶液B与均质溶液C按体积比1:2混合后120℃下加热3h后将所得产物洗涤干燥,在550℃下煅烧3h,得到枝状中空二氧化硅微球;

S26.将S25所得枝状中空二氧化硅微球浸渍沉积(35min)到S22所得中空共价有机框架上,中枝状中空二氧化硅微球与中空共价有机框架的质量比为2:7,得到中空共价有机框架@枝状中空二氧化硅微球。

对比例1

本对比例和实施例5的区别在于,使用浓度为0.4g/L的硫酸进行预处理。

对比例2

本对比例与实施例5的区别在于,中空共价有机框架单独存在于固化酶凝胶中而未加入枝状中空二氧化硅微球。

对比例3

本对比例与实施例5的区别在于,枝状中空二氧化硅微球单独存在于固化酶凝胶中而未加入中空共价有机框架。

对比例4

本对比例与实施例5的区别在于,采用浓度为4g/L的含过氧化氢与浓度为0.5g/L氢氧化钠性能测试

下面对本发明实施例15和对比例14所制得样品进行脱胶效果测试,结果如表1所示。

 

1 不同样品脱胶效果

  

注:

1.失重率(%)=(试样的干重-脱胶后的试样干重)/试样的干重×100%。

2.残胶率测定方法:参照GB/T5889—1986《苎麻化学成分定量分析方法》,对脱胶后的罗布麻精干麻的残胶率进行测试。残胶率(%)=(试样的干重-提取残胶后的试样干重)/试样的干重×100%

3.白度测试均参考GB/T58811986《苎麻纤维白度试验方法》进行测试。

下面对本发明实施例5采用相同固化酶凝胶处理液所制得的6批次样品进行残胶率测试,结果如表2所示。

 

2 固化酶凝胶处理液循环使用5次的残胶率

  

下面对本发明实施例15和对比例14所制得样品进行脱胶后力学性能测试,结果如表3所示。

 

 

3 脱胶后不同样品的单纤强度

  

  

注:强力的测试参考GB588186《苎麻单纤维断裂强度试验方法》。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

 

文章摘自国家发明专利,一种罗布麻纤维化学生物酶联合脱胶方法,发明人:朱若斐王丹黄桂芳姜黎宋均燕肖远淑,申请号:202411485175.6,申请日:2024.10.23


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