一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法

1.本发明属于生物质转化领域，一种不需任何化工合成催化剂，采用微波辅助加热水解快速高效分解废旧纸箱得到糖类和脱水糖类。


背景技术：

2.随着网络购物和快递行业的发展，废旧纸箱丢弃率大幅提升。目前废旧纸箱的主要处理方法是回收再利用，但回收成本较高，并且废旧纸箱被污染以后对再利用产生一定的影响。加之废旧纸箱的回收极限在7次左右，7次以上的回收会导致废旧纸箱的纤维素链过短而无法再利用其生产新纸箱。包装用纸箱生产的主要原料有废纸浆、草浆、木浆等，其中含有大量的纤维素和半纤维素可以水解生成糖类并加以利用。而传统处理加热方法将纤维素和半纤维素转变为糖类通常耗时并加入催化剂，过程复杂，效率低下。本发明采用微波辅助水热法水解废旧纸箱，仅用水作为溶剂，高效快速环保地将废旧纸箱转化为糖类和脱水糖类。


技术实现要素：

3.本发明针对现有废旧纸箱处理存在的问题，提出了一种使用微波辅助水热法将废旧纸箱转化为糖类物质的方法，该方法具体包括以下步骤：
4.一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法，该方法具体为：用水作为溶剂，采用微波辅助加热水解分解废旧纸箱，过滤分离后，液体组分经冷冻干燥得到糖类和脱水糖类。
5.作为优选，该方法具体包括以下步骤：
6.步骤(1):用剪刀将废旧纸箱剪成碎片或者将其放入球磨机磨成粉末；
7.步骤(2)：取1g处理好的废旧纸箱小碎片或废旧纸箱粉末，将其加入水中，废旧纸箱样品与水的质量比为1：1-1：20；
8.步骤(3)：将混合物转移到微波反应器中，微波反应器温度设定在100-250℃，保持1-60分钟，停止反应；
9.步骤(4)：将反应后的混合物过滤分离，液体组分经冷冻干燥之后得到糖类和脱水糖类。
10.作为优选，废旧纸箱样品与水的质量比为1：6。
11.作为优选，将废旧纸箱剪成1mm
×
1mm碎片。
12.作为优选，采用球磨机将废旧纸箱磨成粉末。
13.作为优选，微波反应温度为210℃，微波反应时间为5分钟。
14.本发明相对于现有技术的有益效果：本发明直接选用水作为水解溶剂并不适用任何催化剂，在微波加热作用下短时间内即将废旧纸箱分解并转化成糖类。
附图说明
15.图1为实施例1的gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式；
16.图2为实施例2的gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式；
17.图3为实施例3的gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式；
18.图4为实施例4的gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式；
19.图5为实施例5的gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式。
具体实施方式
20.实施例1：
21.步骤(1)准备废旧纸箱粉末
22.取100g废旧纸箱样品，将其放入球磨机磨成粉末状；
23.步骤(2)：混合纸箱粉末和水
24.称取1g研磨好的废旧纸箱粉末与6g水混合均匀放入圆底烧瓶中，并加入磁力搅拌子，连接冷凝管；
25.步骤(3)：
26.将微波反应器温度设置在210℃，反应时间为5分钟。反应结束后，将混合物过滤分离，液体组分经冷冻干燥之后经气相色谱质谱联用鉴定产物组分。
27.图1为该实例gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式。
28.实施例2：
29.步骤(1)：准备废旧纸箱粉末
30.取100g废旧纸箱样品，将其放入球磨机磨成粉末状；
31.步骤(2)：混合纸箱粉末和水
32.称取1g研磨好的废旧纸箱粉末与10g水混合均匀放入圆底烧瓶中，并加入磁力搅拌子，连接冷凝管；
33.步骤(3)：
34.将微波反应器温度设置在180℃，反应时间为10分钟。反应结束后，将混合物过滤分离，液体组分经冷冻干燥之后经气相色谱质谱联用鉴定产物组分。
35.图2为该实例gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式。
36.实施例3：
37.步骤(1)：准备废旧纸箱碎片
38.取100g废旧纸箱样品，将其用剪刀剪成1mm
×
1mm的碎片；
39.步骤(2)：混合纸箱碎片和水
40.称取1g废旧纸箱碎片与15g水混合均匀放入圆底烧瓶中，并加入磁力搅拌子，连接冷凝管；
41.步骤(3)：
42.将微波反应器温度设置在150℃，反应时间为20分钟。反应结束后，将混合物过滤分离，液体组分经冷冻干燥之后经气相色谱质谱联用鉴定产物组分。
43.图3为该实例gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式。
44.实施例4：
45.步骤(1)：准备废旧纸箱粉末
46.取100g废旧纸箱样品，将其放入球磨机磨成粉末状；
47.步骤(2)：混合纸箱粉末和水
48.称取1g研磨好的废旧纸箱粉末与6g水混合均匀放入圆底烧瓶中，并加入磁力搅拌子，连接冷凝管；
49.步骤(3)：
50.将微波反应器温度设置在120℃，反应时间为60分钟。反应结束后，将混合物过滤分离，液体组分经冷冻干燥之后经气相色谱质谱联用鉴定产物组分。
51.图4为该实例gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式。
52.实施例5：
53.步骤(1)：准备废旧纸箱粉末
54.取100g废旧纸箱样品，将其放入球磨机磨成粉末状；
55.步骤(2)：混合纸箱粉末和水
56.取1g研磨好的废旧纸箱粉末与1g水混合均匀放入圆底烧瓶中，并加入磁力搅拌子，连接冷凝管；
57.步骤(3)：
58.将微波反应器温度设置在250℃，反应时间为1分钟。反应结束后，将混合物过滤分离，液体组分经冷冻干燥之后经气相色谱质谱联用鉴定产物组分。
59.图5为该实例gc-ms图谱并附特征峰所代表物质的结构式。


技术特征：
1.一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法，其特征在于：用水作为溶剂，采用微波辅助加热水解分解废旧纸箱，过滤分离后，液体组分经冷冻干燥得到糖类和脱水糖类。2.根据权利要求1所述的一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤(1):用剪刀将废旧纸箱剪成碎片或者将其放入球磨机磨成粉末；步骤(2)：取1g处理好的废旧纸箱小碎片或废旧纸箱粉末，将其加入水中，废旧纸箱样品与水的质量比为1：1-1：20；步骤(3)：将混合物转移到微波反应器中，微波反应器温度设定在100-250℃，保持1-60分钟，停止反应；步骤(4)：将反应后的混合物过滤分离，液体组分经冷冻干燥之后得到糖类和脱水糖类。3.根据权利要求2所述的一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法，其特征在于：废旧纸箱样品与水的质量比为1：6。4.根据权利要求2所述的一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法，其特征在于：将废旧纸箱剪成1mm
×
1mm碎片。5.根据权利要求2所述的一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法，其特征在于：采用球磨机将废旧纸箱磨成粉末。6.根据权利要求2所述的一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法，其特征在于：微波反应温度为210℃，微波反应时间为5分钟。

技术总结
本发明公开了一种微波辅助加热法处理废旧纸箱的方法。经剪碎或者球磨机研磨后的废旧纸箱样品与水的比例为1：1-1：20(质量比)，微波反应器温度设定在100-250℃，保持1-60分钟，停止反应。反应后的混合物经过滤分离，液体组分经冷冻干燥之后经气相色谱质谱联用鉴定产物组分。本发明采用微波辅助水热法水解废旧纸箱，仅用水作为溶剂，高效快速环保地将废旧纸箱转化为糖类和脱水糖类。箱转化为糖类和脱水糖类。箱转化为糖类和脱水糖类。


技术研发人员：张睿 赵士超 朱宗渊
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2021.11.04
技术公布日：2022/3/7