仿酶固体酸的合成及其纤维素水解性能

固体酸水解纤维素因为无腐蚀性、容易回收再利用等优点越来越受到关注,但也存在与纤维素接触困难、水解效率低等问题。模仿纤维素酶水解的作用机理,以无水四氯化锡为催化剂,多聚甲醛/氯磺酸为氯甲基化试剂,对Amberlyst-15固体酸进行氯甲基化改性,通过引入对纤维素具有亲和性的氯基,改善固体酸的水解效率。考察了多聚甲醛、无水四氯化锡、氯磺酸用量以及反应时间对Amberlyst-15改性效果的影响。通过红外光谱、热重分析、扫描电镜与BET等对氯甲基化Amberlyst-15的结构以及功能基团进行分析和表征。实验结果表明,氯甲基化Amberlyst-15在150℃、12h条件下水解球磨微晶纤维素葡萄糖得率为62.37%,相比未改性的Amberlyst-15葡萄糖得率16.19%提高了3.85倍。Amberlyst-15引入氯基改善了其与纤维素的传质效果,提高了纤维素的水解效率。     

仿酶固体酸的制备及其改善纤维素水解的研究进展

固体酸水解纤维素制备葡萄糖因具有无腐蚀、易回收等优点逐渐成为研究热点,但仍存在固体酸与纤维素接触困难、水解效率低等问题。为了克服传统固体酸存在的缺点,模仿纤维素酶水解机理,在固体酸上引入纤维素结合基团(CBD)以合成仿酶固体酸,通过CBD分别与纤维素和低聚糖形成氢键作用来提高纤维素水解效率。本文分析了仿酶固体酸水解纤维素的过程和机理,总结了几种常用仿酶固体酸的制备方法和对纤维素的水解效果,并对未来更绿色、简单、廉价、高效的纤维素水解工艺提出了展望。