酸性离子液体催化水解纤维素的研究

摘要

本文合成了N-甲基吡咯烷酮类、吡啶类两类双酸性离子液体,以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐为溶剂、双酸性离子液体为催化剂,进行了催化水解纤维素的研究,采用DNS法测定总还原糖产率.考察了不同离子液体对纤维素水解效果的影响:[HSO3-bpy][HSO4]、[HSO3-bpy]Cl、[HSO3-bpy]Cl/ZnCl2的最大还原糖产率分别为72.0％、70.6％和70.1％,其中[HSO3-bpy][HSO4]催化效果最佳;[Hnmp]Cl/FeCl3作为催化剂时,最大还原糖产率可达98.8％.结果表明:N-甲基吡咯烷酮类酸性离子液体催化水解纤维素的能力远远优于吡啶类酸性离子液体.同时,考察了两类酸性离子液体作为催化剂时,纤维素聚合度、反应温度、反应时间、催化剂用量、离子液体中金属氯化物含量等因素对还原糖产率的影响,最佳反应条件:温度为100℃、酸性离子液体用量为0.2g、x[Hnmp]Cl/yZnCl2中x:y=1:1.结果表明:纤维素聚合度对催化水解有一定影响;金属氯化物的加入有利于催化水解纤维素,[Hnmp]Cl/FeCl3可以同时催化纤维素水解成单糖能力强,但单糖累积到一定量时,易发生降解;[Hnmp]Cl/ZnCl2催化过程温和,最大还原糖产率可达71.5％,所得还原糖不易降解.