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行纖維素水解進行了系統(tǒng)研究，詳細探討了反應(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)的進程大大加快，在短時間內(nèi)還原糖TRS的產(chǎn)率就能

4、達到最大值，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-丙基磺酸基咪唑負載到大孔硅膠上并對所得固體進行了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)