磺酸型離子液體在纖維素水解中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著化石燃料的應(yīng)用更加廣泛和資源儲量瀕臨枯竭，保護(hù)環(huán)境和開發(fā)潔凈新能源的呼聲愈來愈高。纖維素是自然界中廣泛存在的一種可再生的天然資源，并且用途廣泛，尤其是纖維素能夠降解得到葡糖糖等單糖，將葡糖糖等進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生乙醇，可以作為新一代清潔能源替代化石燃料使用。纖維素的這種應(yīng)用潛能引起了人們強(qiáng)烈的關(guān)注。
　　鑒于離子液體的結(jié)構(gòu)和特性，某些離子液體對于溶解纖維素具有突出的效果，而且功能化后的離子液體還具有催化功能，本文結(jié)合不同離子液體的特性

2、將其應(yīng)用于纖維素的整個水解過程中。
　　論文首先在間歇反應(yīng)器中，以纖維素為原料，通過一步烷基化反應(yīng)合成了離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯（[BMIM]Cl）作為纖維素的溶劑，又合成了六種磺酸型離子液體作為酸催化劑進(jìn)行了纖維素的水解研究。論文在反應(yīng)溫度為80℃和100℃、纖維素與磺酸型離子液體的質(zhì)量比為1:2和1:4等不同條件下，對不同離子液體用作催化劑進(jìn)行纖維素水解進(jìn)行了系統(tǒng)研究，詳細(xì)探討了反應(yīng)溫度、反應(yīng)停留時間、酸催化劑的濃度、

3、離子液體種類等因素對體系中微晶纖維素水解的影響。
　　結(jié)果表明，在本文所制備的酸性離子液體中，表現(xiàn)出相對良好催化性能的是1-甲基-3-丙磺酸咪唑氯和N,N,N-三乙基-N-丙磺酸胺硫酸鹽，在溫和條件下分別能得到96.64％和99.41%的還原糖TRS產(chǎn)率。此外還發(fā)現(xiàn)，對于大部分磺酸型離子液體來說，當(dāng)纖維素與磺酸型離子液體的質(zhì)量比為1:2、水解反應(yīng)溫度從80℃提高到100℃時，水解反應(yīng)的進(jìn)程大大加快，在短時間內(nèi)還原糖TRS的產(chǎn)率就能

4、達(dá)到最大值，并且TRS最大產(chǎn)率能得到較大幅度的提高。除了溫度，離子液體的結(jié)構(gòu)和其在反應(yīng)體系中的濃度對水解也有較大影響。
　　此外，論文還對磺酸型離子液體的固定化進(jìn)行了研究。通過硅烷偶聯(lián)劑將1-乙烯基-3-丙基磺酸基咪唑負(fù)載到大孔硅膠上并對所得固體進(jìn)行了FTIR表征，結(jié)果顯示，有1-乙烯基-3-丙基磺酸基咪唑通過化學(xué)鍵與載體發(fā)生了鍵合。將所得到的固定化離子液體應(yīng)用于催化纖維素水解，發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)出了一定的催化活性，這為磺酸型離子液體的應(yīng)