NaOH冷凍-HCl再生預處理輔助碳基固體酸水解纖維素研究*

陸 佳，劉 偉，王 欣，蘇小紅，范 超

（黑龍江省能源環境研究院，黑龍江 哈爾濱 150027）

在常規能源日益短缺的今天，生物質能受到了廣泛的關注。植物每年通過光合作用產生億萬噸的纖維素，而纖維素是由無數個葡萄糖單元通過糖苷鍵和氫鍵連接而成的[1]。在一定的條件下，纖維素通過水解可轉化為糖類物質，并以此為平臺，經化學轉化或生物催化等途徑進一步生產成液體燃料和一系列高附加值的基礎平臺化合物，如燃料乙醇、5-羥甲基糠醛、乙酰丙酸，多元醇等[2]。由于傳統液體酸水解纖維素存在腐蝕設備，產物分離困難，環境污染等問題[3]，近年來研究人員將廉價的碳基固體酸催化劑引入到纖維素水解過程的研究中[4]。然而纖維素所具有的高度結晶結構對其水解能夠產生明顯的阻礙，而去除結晶是提升纖維素水解效率的有效方法[5]。為了破壞纖維素的結晶結構，增加纖維素與固體酸的接觸提高纖維素的水解效率，常常需要兩步法“先去結晶——再水解”，如先利用磷酸[6]、離子液體[7]等溶解微晶纖維素，再添加水、乙醇、丙酮等有機溶劑作為抗溶劑使纖維素析出再生，通過這樣方法來降低微晶纖維素結晶度，然而研究發現，低結晶度的再生纖維素在干燥過程中會出現重結晶的現象，會再一次阻礙纖維素高效水解[8]。因此，本研究采用NaOH冷凍纖維素后用HCl再生獲得再生纖維素水凝膠后不經干燥處理，直接添加碳基固體酸水解纖維素的方法，研究了預處理中NaOH濃度、水解溫度、水解時間對纖維素水解效果的影響?！?br>