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      微波輔助碳基磁性固體酸水解熱帶植物廢棄物

      發(fā)布時(shí)間:2015-12-31
      來源:生物能源組

        在中國隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,產(chǎn)生出越來越多的生物質(zhì)廢棄物,應(yīng)該充分利用它們,例如通過水解轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖以生產(chǎn)生物燃料和化學(xué)品。多年來,木質(zhì)纖維素在液體酸中的水解得到廣泛地研究和應(yīng)用。但是設(shè)備腐蝕,酸廢棄物以及回收問題都沒有得到很好地解決。所以,近年來,多種固體催化劑被開發(fā)用以水解木質(zhì)纖維素,例如過渡金屬氧化物,離子交換樹脂,沸石以及磺化碳等等。固體催化劑能夠回收,無毒以及無腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。通過化學(xué)方法沉淀,還原的方法引入磁性物質(zhì)(Fe3O4)以便于催化劑更好地回收利用。本研究利用葡萄糖和納米四氧化三鐵為原料,通過簡單的混合和磺化合成磁性酸催化劑。 

        中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園生物能源組博士研究生蘇同超在導(dǎo)師方真研究員的指導(dǎo)下,通過蒸發(fā)四氧化三鐵和葡萄糖混和溶液中的水分,然后在馬弗爐中700 oC熱解碳化1 h,以及在98%濃硫酸中磺化的方法成功合成了C-SO3H/Fe3O4 磁性催化劑。催化劑在使用之前,利用蒸餾水在200 oC水洗3 h直到水洗液中無SO4-基團(tuán)。C-SO3H/Fe3O4催化劑具有-SO3H, -COOH-OH酸性功能團(tuán),利于水解。在反應(yīng)溫度190 oC, 3.5 h, 9/50生物質(zhì)和催化劑質(zhì)量比,以及75/1水和催化劑質(zhì)量比例條件下,在微波中水解甘蔗渣,小桐子果殼和南美油藤果殼。其中醇-水萃取之后的甘蔗渣,小桐子和南美油藤果殼材料,水解具有較高的產(chǎn)率,其中總還原糖、葡萄糖以及木糖的產(chǎn)率分別為79.8%, 58.3%, 97.2%; 47.2%, 35.6%, 96.4% 54.4%, 35.8%, 94.9%。此催化劑具有很好地穩(wěn)定性,催化劑利用七次之后仍無明顯的失活。 

        相關(guān)研究成果以Hydrolysis of Selected Tropical Plant Wastes Catalyzed by a Magnetic Carbonaceous Acid with Microwave為題已發(fā)表在Scientific Reports上。

        磁性催化劑C-SO3H/Fe3O4用于在微波水解熱帶植物廢棄物 

      本文作者:蘇同超

      責(zé)任編輯:玉最東_151c53
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