木质素表面活性剂及木质素磺酸盐的化学改性方法

⽊质素的化学改性⽅法及其在油⽥中的运⽤⽊质素的化学改性⽅法及其在油⽥中的运⽤⽊质素是⼀种⾼分⼦有机物，⼤量存在于⽊材、⽵、草等造纸原料中。

在⾃然界中⽊质素的蕴藏量仅次于纤维素，是第⼆⼤天然有机物。

⼈类利⽤纤维素已有数千年的历史，⽽⽊质素⾄今没有被⼤量、⼴泛地利⽤。

⼈们在利⽤纤维素的同时，产⽣了⼤量的废弃⽊质素，不仅浪费资源，还严重污染环境。

因此，⽆论从资源利⽤，还是从环境保护的⾓度，⽊质素的研究、开发和利⽤都显得尤为重要。

⽊质素分⼦中缺乏强亲⽔性官能团，同时可发⽣反应的⾼活性位置不⾜，故其⽔溶性和化学反应性能不良，限制了回收⽊质素的应⽤范围和实⽤价值。

通过物理化学的改性⽅法，在⽊质素结构中引⼊⾼活性基团，优化⽊质素的结构性能，提⾼其产品的应⽤价值，已经成为⽊质素利⽤研究关注的焦点。

作者回顾了国内外⾼分⼦领域应⽤⽊质素的⼀些改性⽅法，介绍以⽊质素为原料制备钻井液处理剂、油井⽔泥外加剂、采油⽤表⾯活性剂、调剖堵⽔剂以及⽔处理剂等油⽥化学品的研究进展。

1 ⽊质素的改性研究⽊质素的结构⽐较复杂，⼀般公认⽊质素是由苯丙基(C9)单元通过C—O键或c—c键连接⽽成的交联⽹状的天然酚类⾼分⼦化合物。

因为⽊质素分⼦中具有芳⾹基、酚羟基、醇羟基、羰基、羧基等多种活性基团，兼具可再⽣、可⽣物降解以及⽆毒等优点，所以被视为优良的绿⾊化⼯原料，其改性研究备受关注。

⽊质素在化学上具有不稳定性，通过对⽊质素的化学改性研究(磺化、硫化、氧化、接枝共聚、缩合、交联)可极⼤地提⾼⽊质素的应⽤性能，并能拓展其应⽤领域。

1．1 磺化改性和硫化改性⽬前，国内外磺化改性⽊质素的⼤多产品来源为改性亚硫酸盐法造纸制浆废液和碱法造纸制浆⿊液。

与碱法造纸制浆⿊液的⽊质素产物相⽐，亚硫酸盐法造纸制浆废液改性后的产品其⽔溶性、分散性、表⾯活性等较好，因此，对亚硫酸盐法造纸制浆废液磺化改性是具有实⽤价值的⼀种⽅法。

亚硫酸盐法造纸制浆废液的磺化改性，⼀般采⽤的是⾼温磺化法，即将⽊质素与Na s0。

工业木质素的改性及其作为精细化工产品的研究进展一、木质素资源概述木质素，作为一种普遍存在于植物细胞壁中的天然有机高分子化合物，不仅是植物生长发育不可或缺的组成部分，也是地球上除纤维素之外最为丰富的可再生有机资源之一。

每年全球生物质资源的生产和加工过程中会产生大量的木质素副产品，尤其是在造纸、木材提炼生物燃料乙醇以及林产化工等行业。

据统计，大约占植物干重15至30的木质素，在传统的纸浆与造纸工业中，主要是通过硫酸盐法制浆过程得以分离提取。

木质素的基本结构单元包括愈创木基、紫丁香基和对羟苯基丙烷等酚类化合物，这些单元通过复杂的交联网络结构相互连接，赋予了木质素独特的化学稳定性和难降解性。

正是这种高度稳定的特性使得木质素在未经改性之前难以直接应用于多个领域，尤其是精细化工业生产中。

木质素的有效利用长期以来一直是生物质资源循环利用的重要课题。

随着科技进步和环保意识的提升，研究人员不断探索木质素的高效改性方法，旨在将其转化为有价值的精细化工产品。

通过物理、化学或生物技术手段，如氧化、还原、酯化、磺化、裂解、热解和生物降解等途径，可以改变木质素的原始性质，使其适用于诸如粘合剂、功能填料、碳材料、吸附剂、树脂合成原料、以及高性能复合材料等多种用途。

这样不仅能够减少对化石资源的依赖，还能够实现木质素这一宝贵资源的绿色可持续利用，极大地推动了生物质循环经济的发展。

二、木质素改性技术在这一部分，通常会简要介绍木质素的基本概念、来源以及在工业上的应用前景。

木质素作为一种可再生的天然高分子聚合物，广泛存在于植物细胞壁中，是木质纤维素的主要组成部分之一。

随着生物质资源的可持续利用和环境保护的需求，木质素的高值化利用受到了越来越多的关注。

在这一部分，可以介绍一些传统的木质素改性技术，如物理法、化学法和生物法等。

每种方法都有其特点和适用范围，例如物理法通常包括机械研磨、超声波处理等，可以改变木质素的形态和粒径化学法则通过化学反应引入新的官能团，改善木质素的溶解性或反应活性生物法则利用微生物或酶的作用，实现木质素的选择性改性。

专利名称：油田用木质素磺酸盐表面活性剂、其制备方法及其在三次采油中的应用
专利类型：发明专利
发明人：陈惠琴,杨玉哲,吴军政,徐艳妹,伍晓林,张潞光,李道山
申请号：CN99107579.X
申请日：19990527
公开号：CN1275430A
公开日：
20001206
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：以碱法造纸废液一木质素和酚类为原料,采用缩合反应法,对木质素进行改性和磺化制得改性木质素磺酸盐,可大为提高木质磺酸盐的表面及界面性能,其与烷基磺酸盐类表面活性剂复配，有较好的协同效应,并能与原油在较宽的活性剂、碱及矿化度的范围内形成10mN/m数量级的超低界面张力,室内驱油实验结果表面,驱油效率比水驱提高15% 00IP以上,与单纯烷基磺酸盐相比,成本节省30—60%,作为复配剂可以很好地应用于三次采油中。

申请人：大庆石油管理局
地址：163453 黑龙江省大庆市龙南大庆石油管理局办公楼
国籍：CN
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专利名称：木质素磺酸盐的改性材料制备法及其在纳米农药中的应用
专利类型：发明专利
发明人：赵金浩,张家栋,梁文龙,李贤宾,于斌,程敬丽
申请号：CN202210145722.0
申请日：20220217
公开号：CN114507359A
公开日：
20220517
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种木质素磺酸盐的改性材料的制备方法：将木质素磺酸盐溶于溶剂中，再加入三乙胺和脂肪族/芳香族物，搅拌条件下反应24±2h，离心取上清液，在上清液加入异丙醇后得到沉淀，将沉淀真空干燥，得到木质素磺酸盐的改性材料。

本发明还同时提供了上述木质素磺酸盐的改性材料的用途：以木质素磺酸盐的改性材料为载体材料，负载农药原药，制备成纳米农药。

申请人：浙江大学
地址：310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
国籍：CN
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木质素磺酸盐减水剂的改性之化学改性方法目前，对于木质素磺酸盐进行化学改性以提高其表面活性的方法主要可以分为两类：即功能化化学改性和接枝共聚化学改性。

功能化化学改性就是对木质素磺酸盐进行化学反应从而赋予其要求的性能，常用的功能化化学改性方法有缩合聚合法、烷基化法、烷氧基化法、氧化法等；而接枝共聚化学改性则是使用合成单体与木质素磺酸盐进行接枝共聚生产高分子化合物。

所有这些方法都可以在一定程度上根据需要，通过增加亲水或者亲油基团，提高木质素磺酸盐的表面活性。

混凝土减水剂的主要特点就是有所需要的亲水基团，因而对木质素磺酸盐减水剂进行化学改性，其目的就在于增加木质素磺酸盐本身的亲水基团，从而提高水泥浆体的分散性。

针对这一特点，对木质素磺酸盐减水剂的化学改性方法主要有氧化法、缩合聚合法和接枝共聚法等。

其中氧化法又分为一般氧化法，即通过选用氧化剂与木质素磺酸盐进行氧化还原反应的方法:和电化学氧化法，即阳极氧化法两种。

氧化法中所选用的氧化剂一般为高锰酸钾、过氧化氢、重铬酸钾、过硫酸钱、稀硝酸、偏高碘酸盐、氧气等，同时辅以催化剂，如Fe2+,Cu2+，在一定的浓度、氧化时间及氧化温度下，对木质素磺酸盐进行氧化改性。

实验证明，采用不同的氧化剂进行改性时，其改性产物对水泥净浆流动都有一定的效果。

电化学氧化一般采用Ru、石墨、Ni、Pt及PbO2等作为阳极来氧化木质素磺酸盐。

缩合聚合法是通过木质素磺酸盐与甲醛、酚类、异氛酸酷类等单体发生缩聚反应来实现的。

木质素磺酸盐既可以取代酚类与甲醛在碱性催化下发生反应;同时又可以作为醛类在酸性催化下与酚类发生缩聚反应。

接枝共聚法是使木质素磺酸盐与烯类单体在引发剂的作用下发生接枝共聚反应，常用的引发剂有氧化还原引发体系，如H2O2-Fe(Ⅱ)、过氧化物引发剂、铈盐、γ射线照射等。

专利名称：木质素磺酸盐烷基化改性表面活性剂及其制备方法与应用
专利类型：发明专利
发明人：沈敏敏,周宝文,哈成勇,莫建强,岑学杨,胡志忠
申请号：CN201210005284.4
申请日：20120109
公开号：CN102580610A
公开日：
20120718
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种木质素磺酸盐烷基化改性表面活性剂及其制备方法与应用。

本发明通过将木质素磺酸盐溶解在有机溶剂和水的混合溶液中，将溶液pH值调节至10～12，搅拌使木质素磺酸盐充分溶解；加入卤代烃和碱性有机胺催化剂，在惰性气体保护下回流反应，冷却后反应液经过酸析沉淀，洗涤，干燥，得到木质素磺酸盐烷基化改性表面活性剂。

本发明使用碱性有机胺催化剂，有机溶剂和水的混合溶液作为反应溶剂，解决由于木质素磺酸盐和烷基化试剂亲油亲水性能的差异所导致非均相反应效果不理想、改性产物活性不高的缺点，得到表面张力可达29.299mN/m的木质素磺酸盐烷基化改性表面活性剂，满足日用洗涤的活性要求。

该方法为一步反应，产率达91％，具有很好的工业化前景。

申请人：中科院广州化学有限公司
地址：510000 广东省广州市天河区兴科路368号
国籍：CN
代理机构：广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：裘晖
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木质素化学改性及应用姓名：蒲黄彪学号：201106110007摘要：本文综述了由制浆造纸回收黑液分离而得的木质素的磺化改性方法及其应用情况。

分析表明，磺化改性后的木质素分子含量提高，水溶性、表面活性增强，其改性产物分别在混凝土减水剂、石油开采、聚氨酯合成等方面有良好的应用前景。

木质素的化学改性拓宽了木质素的应用范围，也提高了其实用价值。

加强木质素的改性与应用研究对保护生态环境，推动工业木质素应用的发展，促进制浆造纸废液污染治理，农林剩余生物质资源利用，开发可自然再生资源的综合利用具有重要意义。

关键词：木质素；磺化改性；综合利用前言木质素是木质化植物组织除去浸提成分（包括灰分）后的非碳水化合物部分，是具有芳香族特性的高分子无定形物质。

主要存在于木质化植物细胞壁，起着将细胞连接起来强化植物细胞的作用。

在化学上是苯基丙烷单元（C6-C3）主要通过C-C键或醚键结合起来的复杂化合物，甲氧基是其特征功能基［1］。

木质素是自然界中仅次于纤维素的第二大可再生资源。

这种天然有机高分子化合物由于其结构的复杂性、大分子的多分散性以及物理化学性质的不均一性，至今尚未得到充分有效的利用［2］。

目前可作为工业原料的木质素主要是造纸工业的副产品，主要分为木素磺酸盐和碱木素两大类，用于混凝土减水剂、分散剂、泥浆处理剂、土质稳定剂、表面活性剂、水处理剂、黏合剂等方面［3-6］。

工业木质素实际上是木质素大分子降解形成的小的碎片和各种碎片缩合物的一种混合物，保留有原本木质素的大分子骨架和基本的功能基团。

木质素分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团，可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解、光解、酰化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应［7］，这些性质使得木质素在现代化学工业中拥有巨大的潜在应用价值。

碱木质素不溶于酸性和中性试剂，仅可溶于碱性溶液和四氢呋喃、二氧六环、乙醇、甲醇等少量的有机溶剂。

改性木质素磺酸盐制备及吸附重金属离子研究改性木质素磺酸盐制备及吸附重金属离子研究引言：随着工业化进程的加速和环境污染问题的不断凸显，重金属离子的排放成为环境保护的重要课题。

重金属离子具有较强的毒性和累积性，对生物体和生态环境造成严重伤害。

因此，开发高效、环保和经济的重金属离子吸附材料成为研究的热点之一。

一、改性木质素磺酸盐的制备方法改性木质素磺酸盐是一种具有良好吸附性能的材料，能够有效去除重金属离子。

其制备方法主要包括以下几个步骤：首先，选择适宜的木质素作为原料，然后通过化学反应将其与磺酸盐进行反应。

最后，经过干燥和粉碎处理，得到改性木质素磺酸盐。

二、改性木质素磺酸盐的吸附性能研究改性木质素磺酸盐具有优异的吸附性能，可以去除废水中的重金属离子。

研究表明，改性木质素磺酸盐的吸附容量与吸附时间、溶液 pH 值、重金属离子浓度、温度等因素密切相关。

随着吸附时间的增加，吸附容量逐渐增加并趋于稳定，可能是由于表面吸附和内部扩散等过程共同影响的结果。

溶液 pH 值对吸附性能也有显著影响，当 pH 值在一定范围内变化时，重金属离子与改性木质素磺酸盐之间的吸附作用最强。

三、改性木质素磺酸盐的应用前景及展望改性木质素磺酸盐由于其良好的吸附性能，有很大的应用前景。

首先，在工业和农业废水处理中，改性木质素磺酸盐可以作为一种低成本、高效和环保的吸附剂，有效去除废水中的重金属离子。

其次，在金属离子催化反应、电子化学和药物等领域也有广泛的应用前景。

最后，改性木质素磺酸盐的研究可以为开发更具吸附性能的材料提供借鉴和指导。

总结：通过对改性木质素磺酸盐制备及吸附重金属离子的研究，我们可以得出结论：改性木质素磺酸盐是一种具有良好吸附性能的材料，能够有效去除废水中的重金属离子。

在实际应用领域中具有非常广泛的应用前景。

然而，目前关于改性木质素磺酸盐的研究还存在一定的不足之处，需要进一步加强对其吸附性能和应用机制的研究，以提高其吸附效果和应用价值。

木质素的结构及其化学改性进展木质素是一种天然高分子化合物，在植物细胞壁和木材中扮演着重要的角色。

近年来，随着对木质素研究的深入，其化学改性方法及其应用前景受到了广泛。

本文将介绍木质素的基本结构、化学改性方法及其应用前景。

引出段：木质素是一种复杂的天然高分子化合物，在植物界中广泛存在。

近年来，研究者们致力于探索木质素的化学改性方法，以拓展其在工业、医药和材料等领域的应用。

那么，木质素的结构和化学改性进展究竟如何呢？木质素结构介绍：木质素是由苯丙素氧化聚合而成的天然高分子化合物，主要包括愈创木酚、紫丁香酚和儿茶酚等结构单元。

这些单元通过碳碳键和氧键连接在一起，形成具有复杂三维结构的高分子聚合物。

木质素的结构特征使其具有优异的物理性能和化学稳定性。

木质素化学改性进展：随着科技的不断发展，越来越多的化学改性方法被应用到木质素上，旨在提高其功能性和应用范围。

常见的木质素化学改性方法包括氧化、还原、磺化、甲基化、乙酰化和接枝共聚等。

这些方法均可改善木质素的溶解性、反应活性、耐候性和机械性能。

然而，每种化学改性方法都有其优缺点。

例如，氧化改性可以提高木质素的反应活性，但可能会导致其降解。

甲基化和乙酰化改性则能够改善木质素的溶解性和稳定性，但会降低其反应活性。

因此，针对不同的应用领域，需要选择合适的化学改性方法和改性程度。

应用前景：经过化学改性后的木质素在工业、医药和材料等领域具有广泛的应用前景。

在工业领域，改性木质素可以用于制造胶水、涂料和塑料等产品，替代传统的化石燃料原料。

在医药领域，木质素可以用于药物载体和生物材料的制备。

在材料领域，木质素可以用于生产可降解塑料、生物复合材料和功能材料等。

由于木质素具有出色的生物相容性和生物活性，其还可应用于生物医学领域，如药物递送、组织工程和生物传感器等。

通过化学改性，可以进一步改善木质素的生物相容性和生物活性，为其在生物医学领域的应用提供更多可能性。

木质素作为一种重要的天然高分子化合物，其结构和化学改性进展受到了广泛。