酸性硅膠材料的制備及其在[BMIM]Cl中催化纖維素水解反應(yīng)的應(yīng)用研究.pdf

1、木質(zhì)纖維素是地球上最豐富的生物質(zhì)能源,將木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為液態(tài)燃料對于緩解化石能源危機(jī)和改善生存環(huán)境具有重要的意義,其最關(guān)鍵的步驟是完成多糖的水解。其中,固體酸催化水解具有催化劑易于分離等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注。同時,將離子液體與固體酸結(jié)合,可以改善固體酸催化水解工藝中催化劑負(fù)荷量高、反應(yīng)條件苛刻的缺陷,能夠在相對溫和的條件下獲得較高的的水解糖產(chǎn)量。
　　本文中采用溶膠-凝膠法和化學(xué)鍵合的方式將兩種酸性離子液體(IL-1、IL-2)固定于

2、娃膠載體,得到兩類酸性娃膠silica-IL-1,silica-IL-2(silica-IL-2a和silica-IL-2b)。同時通過化學(xué)接枝法向硅膠中引入巰基,利用雙氧水氧化制得不同酸度的丙基磺酸型硅膠。實驗中主要考察了反應(yīng)溫度、催化劑劑量、體系加水量和反應(yīng)時間幾種條件對纖維素水解還原糖(TRS)收率的影響。
　　以silica-IL-1為催化劑,當(dāng)催化劑用量為0.10g,加水量為0.04ml時,100V下反應(yīng)2h,TRS收率

3、達(dá)到81.0％。采用丙基磺酸型酸性硅膠為固體酸,催化劑的用量主要影響纖維素的水解反應(yīng)速率,但是對最大TRS收率影響較小,在催化劑變動范圍0.05-0.10g內(nèi),最大TRS收率在78%-81%內(nèi)變動。反應(yīng)溫度對纖維素的水解影響較大,在1201條件下水解反應(yīng)30min,便可獲得80%的TRS產(chǎn)率。實驗證明固定化IL和丙基磺酸型硅膠材料在[BMIM]Cl中均能有效的催化纖維素發(fā)生水解。
　　對比研究表明丙基磺酸型硅膠催化性能較好,采用正