Page 120 - 《精细化工》2023年第1期

·112· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

为氢键受体的 DES 提取效果明显高于 Bet 作为氢键 2.2 UV-Vis 谱图分析
受体的 DES。随着反应温度升高，两种 DES 的木质 木质素具有苯环结构和共轭羰基等基团，因此
素提取率呈现先增加后减小的趋势，在反应温度 表现出明显的紫外吸收性能。图 2 为两种 DES 分离
120 ℃时，TEBAC/LA 和 Bet/LA DES 的木质素提 木质素在 NaOH 溶液和 1,4-二氧六环溶液中的
取率分别为 77.87%和 59.49%，可能是由于较高温 UV-Vis 谱图。由图 2a 可知，TEBAC/LA 木质素在
度的酸性环境下木质素与碳水化合物之间的氢键网 210 nm（共轭烯键）、245~250 nm （共轭双键的 π-π *
跃迁产生的 K 吸收带）和 290 nm 附近有明显的吸
络被破坏，从而使大量木质素溶出；但当温度升到
收峰 [22] 。Bet/LA 木质素仅在 250 和 290 nm 处出现
150 ℃时，两种 DES 的木质素提取率均下降，可能
是由于溶液中木质素被吸附到油茶果壳表面 [15] 。由 吸收峰，而在 210 nm 处的吸收峰发生了偏移，可能
由于木质素结构中其他官能团互相干扰而出现蓝
图 1b 可知，在反应时间 3~8 h 之间，随着反应时间
移。由图 2b 发现，Bet/LA 和 TEBAC/LA 木质素仅
的延长，两种 DES 的木质素提取率逐渐增加，但当
在 240 和 280 nm 处出现吸收峰，而 210 nm 处未出
反应时间为 12 h 时，木质素提取率出现下降趋势，
现吸收峰。通常木质素特征峰在 280 nm 处（苯环的
因反应 8 和 5 h 的木质素提取率相差较小，所以， 吸收带），但油茶果壳木质素在碱溶液中 290 nm 处
反应时间选择 5 h。因此，后续表征及性能测试的油 出现吸收峰，可能是由于苯环的取代基不同，导致苯
茶果壳木质素样品都是在反应温度 120 ℃、反应时 环上的 π 电子云密度降低，并且碱性溶液会使木质
间 5 h 的提取条件下进行的。 素中的酚羟基解离，从而出现最大吸收波长发生一
本研究与已报道乳酸类 DES 提取木质素的研究 定程度的红移 [23] 。此外，Bet/LA 木质素在 280 nm
比较见表 1。ALVAREZ-VASCO 等 [16] 报道以 ChCl 吸收峰以肩峰形式出现，可能是由于木质素中官能
为氢键受体的乳酸类 DES 的杨木木质素提取率为 团互相干扰，导致出现特征吸收峰叠加现象，此峰
78.5%，而本研究 TEBAC/LA DES 的木质素提取率 型与已报道的 DES 分离秸秆木质素类似 [24] 。

略低，但其反应温度和时间均低于 ChCl/LA DES。
同时，与 LIU 等 [17] 报道 TEBAC/LA DES 分离麦秆
木质素相比，本研究的反应温度虽高，但反应时间
减少至 5 h，且合成 DES 的乳酸用量也明显减少。
此外，虽然 Bet/LA DES 的木质素提取率低于 ChCl
类和 TEBAC 类 DES，但甜菜碱和乳酸是自然界可
天然合成的化学品，如应用于合成 DES，其成本较
低。综上所述，两种乳酸类 DES 表现出良好的油茶
果壳木质素溶解选择性，表明乳酸类 DES 在木质纤
维素分离领域具较大发展空间和应用潜力。

表 1 乳酸类 DES 木质素提取率与同类研究比较
Table 1 Comparison of extraction yield of lignin by lactic
acid- based DES
木质素提 参考
DES 原料 反应条件
取率/% 文献
ChCl/LA（1∶2） 杨木 145 ℃，6 h 78.5 [16]
ChCl/LA（1∶2） 花旗松 145 ℃，6 h 58.2 [16]
ChCl/LA（1∶2） 蓖麻子 160 ℃，8 h 34 [18]

TEBAC/LA（1∶2） 玉米芯 140 ℃，2 h 56.5 [19] 图 2 木质素样品在 NaOH（a）和 1,4-二氧六环（b）溶
TEBAC/LA（1∶9） 麦秆 100 ℃，10 h 79.73 [17] 液的 UV-Vis 谱图
Fig. 2 UV-Vis spectra of lignin isolated from Camellia oleifera
TEBAC/LA（1∶2） 油茶果壳 120 ℃，5 h 77.87 本文
shell in NaOH (a) and 1,4-dioxane (b) solutions
Bet/LA（1∶2.5） 杨木 130 ℃，2 h 52.4 [20]
Bet/LA（1∶2） 玉米秸秆 120 ℃，6 h 35.86 [8] 2.3 油茶果壳木质素元素组成与相对分子质量分析
Bet/LA（1∶2） 水稻秸秆 60 ℃，12 h 52 [21] 木质素的元素组成和相对分子质量会直接影响
Bet/LA（1∶2） 油茶果壳 120 ℃，5 h 59.49 本文 其理化性质，因此，对两种 DES 提取的木质素元素
注：括号中比例为 n(氢键受体)∶n(氢键供体)。 的质量分数进行了测量，采用凝胶渗透色谱仪测量