將纖維素水解為還原糖,是一種充分利用碳資源,緩解能源短缺、環(huán)境污染的途徑。如何實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、高效、綠色地轉(zhuǎn)化是當(dāng)今纖維素研究的重要課題之一。本文以球磨和磷酸兩種預(yù)處理的纖維素為水解實(shí)驗(yàn)對(duì)象,構(gòu)建了氯化鈣（CaCl2）、十二烷基硫酸鈉（SDS）和碳基固體酸,包括磺化碳基固體酸-L（SCSA-L）及磺化碳基固體酸-S（SCSA-S）的催化體系,研究了其催化水解纖維素的性能。首先對(duì)球磨和磷酸預(yù)處理的纖維素與原始的微晶纖維素進(jìn)行了對(duì)比水解實(shí)驗(yàn)。在無(wú)催化劑存在情況下,25mL高壓反應(yīng)釜中,150℃下將纖維素水解12h,結(jié)果表明,預(yù)處理后的纖維素,水解生成還原糖（TRS）的產(chǎn)率均有所提高。其中,經(jīng)磷酸處理后的纖維素,其TRS產(chǎn)率可達(dá)20.2%,是未處理微晶纖維素的11倍。通過(guò)XRD、TEM以及FT-IR對(duì)兩種預(yù)處理方法所制得纖維素表征結(jié)果顯示,其形貌和結(jié)晶度均發(fā)生了一定程度的改變。在此基礎(chǔ)上,將金屬氯化物（XCln:n=1時(shí),X=Na、K;n=2時(shí),X=Mg、Ca、Sr、Ba）和表面活性劑（十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉）引入水解反應(yīng)中,并對(duì)其水解球磨纖維素的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,以氯化鈣和十二烷... 

【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２纖維素的結(jié)構(gòu)示意圖ｔ３１』２??

?ＯＨ??－ｎ－３??圖１－２纖維素的結(jié)構(gòu)示意圖ｔ３１』２??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??１．２．３纖維素的分類??纖維素可按聚合度和晶型的不同進(jìn)行分類。按聚合度（ＤＰ）大小的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)分，??有ａ－纖維素、ｐ－纖維素、了－纖維素三類，ＤＰ＞１００、ｌＯ＾ＤＰＳｌＯＯ、ＤＰ＜１０分別為ａ，?ｐ，??Ｙ型纖維素。??按照晶型結(jié)構(gòu)的排列特點(diǎn)，有ｉａ，ｉＰ，ＩＩ，ｎ＾，ｍｎ，ｉＶｈ?ｉｖＨ這七種結(jié)晶結(jié)構(gòu)??類型。在自然界中，大多數(shù)纖維素以ｕ?Ｉｐ的類型存在［３２】，并且這兩種類型的比例??會(huì)由于纖維素來(lái)源和種類的不同而變化，例如，細(xì)菌和藻類的細(xì)胞壁主要為ｌａ型纖??維素，木、棉等植物中則主要為Ｉｐ型纖維素「＇３］。Ｌ和Ｉｐ型纖維素穩(wěn)定性較差，在濃??堿或者氨水等的處理下，它們可以轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的其他其他類型纖維素。??１．２．４纖維素的預(yù)處理方法??將纖維素進(jìn)行預(yù)處理是利用纖維素的一個(gè)十分重要的步驟。原因如下：一是??由于纖維素大分子中結(jié)構(gòu)聚集程度較為復(fù)雜

性炭、炭黑和Ｃ６Ｑ等）或其他材料負(fù)載于載體金屬上，此類催化劑在纖維素的催化??加氫方面展示出了優(yōu)良的特性。很多研究者在酸性體系中以負(fù)載型金屬類固體酸??將纖維素轉(zhuǎn)化成糖醇，其過(guò)程如圖１．４所示，第一步在酸作用下纖維素水解為糖類，??第二步糖類在負(fù)載型金屬的催化下與體系中Ｈ２反應(yīng)生成糖醇。負(fù)載型金屬主要在??第二步中發(fā)揮作用，而對(duì)于第一步纖維素水解為葡萄糖等糖類過(guò)程中幾乎沒(méi)有作??用，因此目前該催化劑通常與酸聯(lián)用用于纖維素催化加氫方面，鮮有利用其單獨(dú)??水解纖維素為糖類的報(bào)道。Ｋｏｂａｙａｓｈｉ等［６９］在２０１０年在無(wú)酸介質(zhì)中單獨(dú)以金屬ＲＵ??負(fù)載于不同碳材料，成功地將纖維素水解為糖類，結(jié)果表明當(dāng)負(fù)載碳為介孔碳時(shí)，??該催化劑表現(xiàn)出的催化活性最好，葡萄糖和低聚糖產(chǎn)量分別為３４％和５％，其水解??纖維素過(guò)程如圖１．４所示。此外他們還推斷介孔碳本身能將纖維素水解為一定量和??一定比例的葡萄糖和低聚糖，金屬Ｒｕ則扮演水解低聚糖為葡萄糖的角色，因而一??定范圍內(nèi)低的Ｒｕ負(fù)載量并不影響總還原糖產(chǎn)量，但會(huì)影響產(chǎn)物中葡萄糖和低聚糖??的比例。為了進(jìn)一步證實(shí)該推斷，他們以單獨(dú)的介孔碳材料和負(fù)載Ｒｕ的介孔碳材??料分別水解纖維二糖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]固體酸催化纖維素水解轉(zhuǎn)化葡萄糖的研究進(jìn)展[J]. 趙博,胡尚連,龔道勇,李會(huì)萍.  化工進(jìn)展. 2017(02)
[2]Zn-Ca-Fe氧化物催化水解微晶纖維素[J]. 張帆,鄧欣,方真,曾虹燕,田霄飛,Janusz A.Kozinski.  石油化工. 2011(01)
[3]木質(zhì)纖維素化學(xué)水解產(chǎn)生可發(fā)酵糖研究[J]. 何北海,林鹿,孫潤(rùn)倉(cāng),孫勇.  化學(xué)進(jìn)展. 2007(Z2)
[4]離子液體在纖維素研究中的應(yīng)用[J]. 葉君,趙星飛,熊犍.  化學(xué)進(jìn)展. 2007(04)
[5]用離子型液體制造纖維素纖維的新進(jìn)展[J]. F.Hermanutz,F.Meister,E.Uerdingen,桑榆.  國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào). 2007(02)
[6]咪唑類離子液體對(duì)微晶纖維素溶解性能的初步研究[J]. 郭明,虞哲良,李銘慧,王春鵬,儲(chǔ)富祥.  生物質(zhì)化學(xué)工程. 2006(06)
[7]纖維素化學(xué)研究進(jìn)展[J]. 葉代勇,黃洪,傅和青,陳煥欽.  化工學(xué)報(bào). 2006(08)
[8]纖維素在離子液體中的均相乙�；捌溥x擇性[J]. 武進(jìn),張昊,張軍,何嘉松.  高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)
[9]功能化離子液體對(duì)纖維素的溶解性能研究[J]. 羅慧謀,李毅群,周長(zhǎng)忍.  高分子材料科學(xué)與工程. 2005(02)

博士論文
[1]生物質(zhì)碳基固體酸催化生物質(zhì)水解的機(jī)理研究[D]. 劉婉玉.浙江大學(xué) 2016
[2]無(wú)機(jī)鹽催化半纖維素水解制備糠醛的研究[D]. 張曄.安徽理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]鎢基催化劑制備及其催化纖維素加氫反應(yīng)研究[D]. 滕宏程.東南大學(xué) 2016
[2]鈦、鋯、錫磷酸氧系固體酸催化纖維素水解加氫的研究[D]. 張妤.天津大學(xué) 2015
[3]纖維素溶劑化及溶解機(jī)理研究[D]. 吳遠(yuǎn)艷.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[4]MOCVD工藝沉積YBCO超導(dǎo)層實(shí)驗(yàn)研究[D]. 于淼.電子科技大學(xué) 2011
[5]磷鎢雜多酸鹽催化劑的制備及性能的研究[D]. 韓杰麗.山西大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2929079