木质素磺酸钠制备固体酸催化剂及其催化活性探究.pdfVIP

第４５ 卷第８期 应　用　化　工 Ｖｏｌ．４５ Ｎｏ．８ ２０１６年８月 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｕｇ．２０１６ 木质素磺酸钠制备固体酸催化剂及其催化活性研究 朱俊东，甘林火 （华侨大学 化工学院，福建 厦门　３６１０２１） 摘　要：采用炭化磺化法以木质素磺酸钠为原料制备一种固体酸催化剂，并用于纤维素的水解反应，通过扫描电子 显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）、热重分析（ＴＧＡ）、傅里叶红外（ＦＴＩＲ）、酸碱滴定进行了表征。考察了炭化 温度对固体酸催化剂的表面酸量和催化性能的影响。结果表明，在碳化温度为３００ ℃时制得的催化剂其磺酸基含 量高达 １．３ ｍｍｏｌ／ｇ，对纤维素水解的催化活性优于其他常见的酸催化剂，在 １８０ ℃反应６ ｈ 后，还原糖产量为 ４４．２％。 关键词：木质素磺酸盐；固体酸；催化剂；炭化；纤维素水解 中图分类号：ＴＱ １２７．１；ＴＱ３５３．６；ＴＫ６　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１６７１ －３２０６（２０１６）０８－１４９９ －０４ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆｌｉｇｎｏｓｕｌｆｏｎａｔｅ- ｂａｓｅｄ ｓｏｌｉｄ ａｃｉｄ ｃａｔａｌｙｓｔ ＺＨＵＪｕｎ-ｄｏｎｇ，ＧＡＮＬｉｎ-ｈｕｏ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｑｉａｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｏｖｅｌ ｌｉｇｎｉｎ-ｂａｓｅｄ ｓｏｌｉｄ ａｃｉｄ ｃａｔａｌｙｓｔｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ-ｓｕｌｆｏｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇ ｌｉｇｎｏｓｕｌｆｏｎａｔｅ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｔｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＳＥＭ，ＸＲＤ，ＴＧＡ，ＦＴＩＲ ａｎｄ ａｃｉｄ-ｂａｓｅ ｔｉｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ａ- ｃｉｄｉｔｙ ｏｆｓｏｌｉｄ ａｃｉｄ ｃａｔａｌｙｓｔ ａｎｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｒ- ｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｏｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｔｗａｓ３００ ℃ａｎｄ ｉｔｓｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆｓｕｌｆｏｎｉｃ ｇｒｏｕｐｓｗａｓａｓ ｍｕｃｈ ａｓ １．３ ｍｍｏｌ／ｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｈｉｇｈｅｒ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｔ １８０ ℃ｆｏｒ６ ｈ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｏｍ- ｍｏｎ ａｃｉｄ ｃａｔａｌｙｓｔｓ，ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｕｇａｒｙｉｅｌｄ ｒｅａｃｈｅｄ ｕｐ ｔｏ４４．２％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｇｎｏｓｕｌｆｏｎａｔｅ；ｓｏｌｉｄ ａｃｉｄ；ｃａｔａｌｙｓｔ；ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ；ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ［６］ 　　在木质生物质中，纤维素是最丰富的可再生资 题 。这些催化剂主要由不定形的多环芳香碳构 源，这是一个由葡萄糖单元通过 -１，４ 糖苷键连接 β 成，表面含有丰富的酸性官能团，能很好的吸附 -