多酸催化木質(zhì)纖維素水解實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、利用分布廣泛而廉價(jià)的木質(zhì)纖維素原料玉米秸稈代替糧食生產(chǎn)生物質(zhì)燃料,不僅是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化過(guò)程中研究的熱點(diǎn),而且具有廣闊的市場(chǎng)前景,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有重大意義。本文從玉米秸稈出發(fā),首先對(duì)其預(yù)處理分離得到纖維素,然后圍繞負(fù)載型多酸和非負(fù)載型多酸／鹽水解纖維素得到葡萄糖進(jìn)行研究,采用紅外光譜、X射線衍射、掃描電鏡和高效液相色譜(HPLC)等技術(shù)手段對(duì)催化劑和產(chǎn)物進(jìn)行表征。主要結(jié)果如下:
　　 (1)針對(duì)木質(zhì)素和半纖維素緊密包裹纖維素的

2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),直接水解玉米秸稈效果不理想的問(wèn)題,本文采用甲酸在一定條件下對(duì)玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理。結(jié)果表明:使用88％的甲酸預(yù)處理4h,可成功將纖維素從玉米秸稈中分離出來(lái),為進(jìn)一步研究纖維素水解打下基礎(chǔ)。
　　 (2)選用不同的載體負(fù)載Keggin結(jié)構(gòu)磷鎢酸(H3PW12O40),制備出H3PW12O40／SBA-15、H3PW12O40／SiO2和H3PW12O40／Al2O3催化劑且對(duì)其進(jìn)行表征,然后探討三種催化劑水解纖維素的反應(yīng)性

3、能。高效液相色譜測(cè)定水解液中葡萄糖、果糖、甲酸、乙酰丙酸及5-羥甲基糠醛(5-HMF)的含量。結(jié)果表明相同條件下H3PW12O40／SBA-15水解纖維素效果最好。優(yōu)選的實(shí)驗(yàn)條件為反應(yīng)溫度170℃,反應(yīng)時(shí)間40 h,此條件下該催化劑的水解效率、葡萄糖選擇性以及產(chǎn)率最高,其值分別為11.66％、48.25％和5.62％。
　　 (3)水熱條件下對(duì)H3PW12O40、H4SiW12O40、酸化TBA-γ-SiW10、H6PEW18O