有许多有效的方法可将生物质转化为化学品和燃料。其中一种方法是使用固体酸催化剂催化纤维素水解。本文讨论了用蒸发诱导自组装法(EISA)合成的新型二氧化硅催化剂对纤维素选择性水解转化为葡萄糖的催化活性的测试。
二氧化硅催化剂对包括铝在内的其他氧化物表现出较好的催化活性2O3.,TiO2, ZrO2，它们是用同样的方法制作的。在水热条件下，不使用氢气，纤维素转化率为73.3%，葡萄糖转化率为50.1%(表1)。
表1。不同催化剂在433K、12h下的纤维素转化率和产物收率
| 条目 |
催化剂 |
转化率(%) |
收益率(%) |
| Cellohexose |
Callopentaose |
Cellotetraose |
Cellotriose |
纤维二糖 |
葡萄糖 |
未知的产品 |
| 1 |
空白 |
4．5 |
1．3 |
- |
- |
0．3 |
0．2 |
- |
2．7 |
| 2 |
ZrO2b |
15．8 |
- |
- |
- |
0．1 |
0．3 |
9．0 |
6．4 |
| 3. |
TiO2b |
15.4 |
1．9 |
- |
0．8 |
1．0 |
2．0 |
2．2 |
7．5 |
| 4 |
艾尔2O3.b |
17.0 |
５．３ |
- |
1．2 |
0．1 |
1．3 |
0．1 |
9．0 |
| 5 |
SBA-15 |
4．0 |
1．2 |
- |
0．2 |
0．3 |
0．5 |
1．4 |
0．4 |
| 6 |
HZSM-5 (25) |
12.8 |
- |
1．9 |
1．5 |
1．1 |
0．8 |
1．6 |
5．9 |
| 7 |
HZSM-5 (38) |
12．3 |
- |
1．9 |
1．4 |
1．1 |
0．8 |
1．8 |
５．３ |
| 8 |
SiO2 |
73.3 |
1．8 |
- |
1．0 |
1．8 |
4．0 |
50.1 |
14．6 |
a.反应条件:反应时间12小时，10ml H2O, 0.05 g纤维素，0.15 g催化剂。
b.催化剂的制备是在与第8项相同的实验条件下进行的。
仪器仪表与实验结果
该研究使用了HPR-20 QIC实时气体分析仪Hiden Analytical公司的质谱仪，用于程序升温脱附氨气(NH3.-TPD)，以确定感兴趣样品的酸性性质。采用传统的酸碱滴定法测定了酸中心的含量。
图1给出了NH的结果3.-TPD，显示出比SiO更强的酸性2当与其他样品比较时。此外，SiO的酸含量也有所不同2样本比其他样本高得多。
从结构性能(BET)分析表明，SiO的平均孔径随时间的变化而变化2样品为3.512nm，足以促进低聚糖的运输，从而提高了低聚糖与酸位点相互作用的概率。
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图1所示。程序升温脱附氨(NH3-TPD)剖面的各种样品(a) ZrO2, (b) TiO2, (c)2O3., (d) HZSM-5(25)、(e) HZSM-5 (38), (f) SBA-15、SiO (g)2(EISA)。
结论
结果表明，该新型二氧化硅催化剂具有合适的孔径和强酸性，这些特性之间的协同作用使其具有较高的催化活性。此外，催化剂在循环催化运行中是稳定的。可回收性是这种二氧化硅催化剂的另一个优点。
参考
项目总结:中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室，北京100085亚博老虎机网登录
论文参考:Wang H.， Zhang C.， He H.， Wang L.(2012)“一种新型的二氧化硅催化剂在水热条件下水解纤维素制备葡萄糖”，Journal of Environmental Sciences 24 (3)， 473-478亚博老虎机网登录
希登产品:HPR-20 QIC实时气体分析仪
这些信息已经从Hiden Analytical提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载
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