一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法，該方法包括：一、將打印廢紙粉碎后和蒸餾水混合攪拌，得到混合料；二、將混合料抽濾，向濾渣中加入混合溶劑，攪拌均勻后超聲處理；三、將超聲處理后的物料抽濾得到濾渣，蒸餾水洗滌，得到綜纖維素；四、向綜纖維素中加入氫氧化鈉溶液，水浴加熱，然后抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，得到纖維素半成品；五、按照四的方法對纖維素半成品進行處理，干燥后得到質量純度為98.2％以上的纖維素。本發(fā)明利用物理和化學結合的方法，從打印廢紙中提取出纖維素，提取的纖維素純度可達98.2％以上，纖維素回收率可達77.8％以上。
【專利說明】
一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于纖維素分離制備技術領域，具體涉及一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法。
【背景技術】
[0002]廢紙，泛指在生產生活中經過使用而廢棄的可循環(huán)再生資源，包括各種高檔紙、黃板紙、廢紙箱、切邊紙、打包紙、企業(yè)單位用紙、工程用紙、書刊報紙等等。在我國，廢紙的循環(huán)再利用程度與西方發(fā)達國家相比較低，雖然我國廢紙利用率(利用量/產量)高達49%，但廢紙回收率(回收量/消費量)卻低于30%。而且我國造紙的廢紙原料的進口依賴度逐年上升，2003年已經高達40 %。國內廢紙的回收率卻沒有改善，且回收的廢紙也大量被技術落后的小企業(yè)加工成紙板、衛(wèi)生紙等低檔次產品，沒有發(fā)揮廢紙的資源價值，還帶來嚴重的二次污染。
[0003]目前有一種化學處理的方法，即用冰醋酸與亞氯酸鈉先進行化學處理，以除掉其中的大部分木質素，此方法廣泛用于各類廢料提取纖維素的木質素去除，然后加入一定含量的氫氧化鈉再次處理，從而除去其中的半纖維素，這種方法雖然比較簡單，但是其中用到了許多化學藥劑，且強堿過多，廢液不易處理。
[0004]生活中廢紙是困擾人們的污染源之一，人們通常是使用焚燒和填埋等方法處理，既浪費資源又污染環(huán)境。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法。該方法利用物理和化學結合的方法，從打印廢紙中提取出纖維素，提取的纖維素純度高，純度可達98.2%以上，且有效的回收了打印廢紙中的大部分纖維素，纖維素回收率可達77.8%以上，提取的纖維素可廣泛應用于其他領域。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]步驟一、將打印廢紙粉碎，然后將粉碎的打印廢紙和蒸餾水按照1:(25?40)的質量比混合，在65 °C?85 °C下攪拌Ih?2h，得到混合料；
[0008]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾，得到濾渣，向所述濾渣中加入混合溶劑，攪拌均勾后在50°C?70°C下超聲處理I 1min?130min ；所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3: (2?5)的體積比混合均勻制成，混合溶劑加入的體積為打印廢紙質量的10?30倍，其中體積的單位為HlL，質量的單位為g ;
[0009]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌，得到綜纖維素；
[0010]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入質量濃度為3%?6 %的氫氧化鈉溶液，在磁力攪拌條件下水浴加熱至80°C?90°C后保溫IlOmin?130min，然后抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，得到纖維素半成品；所述氫氧化鈉溶液加入的體積為打印廢紙質量的25?30倍，其中體積的單位為mL，質量的單位為g;
[0011]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理，干燥后得到質量純度為98.2%以上的纖維素。
[0012]上述的一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法，其特征在于，步驟二中所述超聲處理的功率為100W，超聲波的頻率為40KHZ。
[0013]上述的一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法，其特征在于，步驟二中所述混合溶劑加入的體積為打印廢紙質量的15?25倍。
[0014]本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0015]1、本發(fā)明利用物理和化學結合的方法，從打印廢紙中提取出纖維素，提取的纖維素可廣泛應用于其他領域。
[0016]2、本發(fā)明提取的纖維素純度高，純度可達98.2%以上，且有效的回收了打印廢紙中的大部分纖維素，纖維素回收率可達77.8 %以上。
[0017]3、本發(fā)明首先將粉碎后的打印廢紙和水混合進行攪拌，對打印廢紙進行預處理，然后采用丙酮、乙醇和水的混合溶劑進行超聲處理，能夠有效去除打印廢紙中的木質素;最后再用堿液進行兩次處理，能夠確保產物中的半纖維素去除干凈，得到高純度的纖維素。
[0018]下面通過實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明。
【具體實施方式】
[0019]利用蒽酮比色法測定打印廢紙的纖維素含量(質量含量)為84.65%，S卩1g打印廢紙中含有8.465g纖維素。
[0020]對比例
[0021]按照傳統(tǒng)強酸堿法提取1g打印廢紙中的纖維素，提取的產物質量為8.06g，其中纖維素含量為80.06%，即約7.1g纖維素被提取出來，纖維素的提取率為71%。
[0022]實施例1
[0023]采用纖維素含量(質量含量)為84.65%的打印廢紙為原料，本實施例包括以下步驟:
[0024]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片，然后將粉碎的打印廢紙和300g蒸餾水混合，在75 °C下攪拌1.5h，得到混合料；
[0025]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾，得到濾渣，向所述濾渣中加入200mL混合溶劑，攪拌均勾后在50°C下超聲處理120min;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:4的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W，超聲波的頻率為40KHz;
[0026]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次，得到綜纖維素；
[0027]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入300mL質量濃度為5%的氫氧化鈉溶液，在磁力攪拌條件下水浴加熱至85°C后保溫120min，然后抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，得到纖維素半成品；
[0028]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理，干燥后得到
8.39g質量純度為99.15%的纖維素，即約8.32g纖維素被提取出來，纖維素的提取率為83.2%0
[0029]實施例2
[0030]本實施例包括以下步驟:
[0031 ]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片，然后將粉碎的打印廢紙和250mL蒸餾水混合，在65 °C下攪拌2h，得到混合料；
[0032]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾，得到濾渣，向所述濾渣中加入150mL混合溶劑，攪拌均勾后在60 °C下超聲處理130min;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:5的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W，超聲波的頻率為40KHz;
[0033]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次，得到綜纖維素；
[0034]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入250mL質量濃度為6%的氫氧化鈉溶液，在磁力攪拌條件下水浴加熱至90°C后保溫llOmin，然后抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，得到纖維素半成品；
[0035]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理，干燥后得到
8.35g質量純度為98.28%的纖維素，即約8.21g纖維素被提取出來，纖維素的提取率為82.1%。
[0036]實施例3
[0037]本實施例包括以下步驟:
[0038]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片，然后將粉碎的打印廢紙和400mL蒸餾水混合，在85 °C下攪拌Ih，得到混合料；
[0039]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾，得到濾渣，向所述濾渣中加入250mL混合溶劑，攪拌均勾后在70°C下超聲處理11 Omin;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:2的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W，超聲波的頻率為40KHz;
[0040]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次，得到綜纖維素；
[0041 ]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入280mL質量濃度為4%的氫氧化鈉溶液，在磁力攪拌條件下水浴加熱至80°C后保溫130min，然后抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，得到纖維素半成品；
[0042]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理，干燥后得到8.14g質量純度為98.54%的纖維素，即約8.02g纖維素被提取出來，纖維素的提取率為80.2%。
[0043]實施例4
[0044]本實施例包括以下步驟:
[0045]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片，然后將粉碎的打印廢紙和350mL蒸餾水混合，在70°C下攪拌2h，得到混合料；
[0046]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾，得到濾渣，向所述濾渣中加入10mL混合溶劑，攪拌均勾后在55 0C下超聲處理130min ；所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:3的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W，超聲波的頻率為40KHz;
[0047]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次，得到綜纖維素；
[0048]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入250mL質量濃度為5%的氫氧化鈉溶液，在磁力攪拌條件下水浴加熱至80°C后保溫120min，然后抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，得到纖維素半成品；
[0049]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理，干燥后得到
8.03g質量純度為98.31%的纖維素，即約7.89g纖維素被提取出來，纖維素的提取率為78.9%。
[0050]實施例5
[0051 ]本實施例包括以下步驟:
[0052]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片，然后將粉碎的打印廢紙和300mL蒸餾水混合，在80 °C下攪拌Ih，得到混合料；
[0053]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾，得到濾渣，向所述濾渣中加入300mL混合溶劑，攪拌均勾后在65°C下超聲處理120min;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:4的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W，超聲波的頻率為40KHz;
[0054]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次，得到綜纖維素；
[0055]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入300mL質量濃度為3%的氫氧化鈉溶液，在磁力攪拌條件下水浴加熱至85°C后保溫120min，然后抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，得到纖維素半成品；
[0056]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理，干燥后得到
7.92g質量純度為98.20%的纖維素，即約7.78g纖維素被提取出來，纖維素的提取率為77.8%。
[0057]與傳統(tǒng)方法相比，采用本發(fā)明的方法提取打印廢紙中的纖維素，纖維素的純度和提取率均有顯者的提尚。
[0058]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、將打印廢紙粉碎，然后將粉碎的打印廢紙和蒸餾水按照1: (25?40)的質量比混合，在65 °C?85 °C下攪拌Ih?2h，得到混合料； 步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾，得到濾渣，向所述濾渣中加入混合溶劑，攪拌均勾后在50°C?70°C下超聲處理I1min?130min;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:(2?5)的體積比混合均勻制成，混合溶劑加入的體積為打印廢紙質量的10?30倍，其中體積的單位為mL，質量的單位為g; 步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌，得到綜纖維素； 步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入質量濃度為3 %?6 %的氫氧化鈉溶液，在磁力攪拌條件下水浴加熱至80°C?90°C后保溫IlOmin?130min，然后抽濾得到濾渣，將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，得到纖維素半成品；所述氫氧化鈉溶液加入的體積為打印廢紙質量的25?30倍，其中體積的單位為mL，質量的單位為g; 步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理，干燥后得到質量純度為98.2 %以上的纖維素。2.根據權利要求1所述的一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法，其特征在于，步驟二中所述超聲處理的功率為10W，超聲波的頻率為40KHz。3.根據權利要求1所述的一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法，其特征在于，步驟二中所述混合溶劑加入的體積為打印廢紙質量的15?25倍。
【文檔編號】D21C5/02GK105970709SQ201610364327
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】楊志遠, 賀宇, 劉嬌萍, 李智華
【申請人】西安科技大學