金属氯化物对亚临界水中纤维素水解反应的影响

摘要

研究了纤维素在亚临界水中无催化水解及分别添加ZnCl2、FeCl3、CuCl2、AlCl3对水解反应的影响.实验结果显示,无催化剂时,葡萄糖的收率在280℃,60 s 及(7.0±0.2) Mpa时达到最大为14.3%.添加ZnCl2、FeCl3、CuCl2及AlCl3均能促进纤维素的水解及葡萄糖的降解.纤维素的水解及葡萄糖的降解反应级数均为一级.利用一级反应模型对纤维素在260℃水解及葡萄糖的降解反应进行数据拟合,求得了纤维素的水解速率常数(k),葡萄糖的生成速率常数 (k1)及葡萄糖的降解速率常数(k2).添加AlCl3体系中纤维素的水解速率常数(k)大于葡萄糖的降解速率常数(k2),有利于葡萄糖的生成,在260℃,120 s及(5.2±0.2) Mpa时,葡萄糖收率达到最大为46.05%.添加ZnCl2、CuCl2及FeCl3体系中葡萄糖的降解速率常数(k2)大于纤维素的水解速率常数(k),不利于葡萄糖的生成.XRD分析显示,金属氯化物的加入并没有破坏纤维素的晶体类型,水解残渣仍然保持纤维素Ⅰ型晶体结构.