无机催化剂对淀粉基炭微球的催化作用

摘要

为研究淀粉炭化过程中不同无机催化剂的催化作用，并探讨该催化效应对淀粉基炭微球炭质结构形成过程的影响，本文以马铃薯淀粉为原料，分别采用磷酸、磷酸氢二铵、氯化铵为化学脱水催化剂，对淀粉进行浸渍及稳定化、炭化处理，得到了不同结构的淀粉基炭微球。通过XRD、TG、FT-IR、N2 吸附表征手段对样品进行分析。实验结果表明，磷酸类催化剂（磷酸、磷酸氢二铵）的催化性能表现在稳定化过程中，由于其与淀粉反应生成磷酸酯键，促进C6位置上的羟基的脱除，进而促进了炭质结构的生成；而氯化铵对淀粉炭化过程的催化作用，实际上是由于其在一定温度下分解产生氯化氢，氯化氢对淀粉化学脱水产生的催化作用。此外，铵盐类催化剂（磷酸氢二铵、氯化铵）中氨基的存在有利于类石墨微晶的生成，进而促进了有序炭质结构的生成；而磷酸类催化剂（磷酸、磷酸氢二铵）在炭化过程中生成偏磷酸类化合物，这些偏磷酸化合物残留在炭质结构中，对炭微晶结构的有序堆叠起阻碍作用。