一种微波辅助碳基固体酸诱导纤维素水解制备葡萄糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种微波辅助碳基固体酸诱导纤维素水解制备葡萄糖的方法。本发明专利技术中经过混合球磨后的纤维素与碳基固体酸催化剂的混合物，在微波辅助下水解为葡萄糖。在球磨的作用下，纤维素的结晶度降低，分子链被破坏，在微波辐射下固体酸中的弱酸基官能团（如羟基、羧基）与纤维素中的糖苷键作用，在增加接触面与可及度的同时，破坏了纤维素分子间的氢键，从而提高了纤维素的水解效率。此外，经过多次循环使用后的固体酸催化剂通过活化碳化后重新生成碳基固体酸催化剂。本发明专利技术提供的纤维素水解方法操作简单、效率高，缩短了反应时间，同时可以实现催化剂的循环使用，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种微波辅助碳基固体酸诱导纤维素水解制备葡萄糖的方法
本专利技术涉及纤维素的水解领域，尤其涉及一种微波辅助碳基固体酸诱导纤维素水解制备葡萄糖的方法。
技术介绍
随着化石资源的枯竭和环境污染的严重，人们越来越关注绿色可再生资源的开发与利用，生物质作为地球上唯一一种可再生的绿色资源越来越受到人们的重视。生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中纤维素占了30％-50％，是一种来源广泛、价格低廉、环境友好的化石原料替代品。一方面，葡萄糖可以转化为重要的平台化合物如5-羟甲基糠醛，从而制备石油基化工产品以替代日益枯竭的石油资源。另一方面，葡萄糖可以发酵为生物乙醇，替代石油基燃料为汽车等交通工具提供动能。然而，纤维素具有很强的抗降解屏障和较高的结晶度，将其水解比较困难。因此，如何高效简便的将纤维素转化为葡萄糖是纤维素利用的一个关键技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种经济高效的纤维素水解技术。为了达到上述目的，本专利技术首先将纤维素与碳基固体酸混合球磨，破坏纤维素结晶度的同时扩大接触面提高纤维素的可及度，然后微波加热下使纤维素在碳基固体酸诱导下快速、高效的转化为葡萄糖。本专利技术是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波辅助碳基固体酸诱导纤维素水解制备葡萄糖的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)预处理纤维素与碳基固体酸混合球磨，以降低纤维素结晶度和提高纤维素与催化剂的接触面积；(2)微波辅助固体酸诱导纤维素水解将步骤（1）中经过混合球磨后的混合物按照1:50‑1:200g/mL固液比与0.012wt%的稀盐酸水溶液混合均匀后，置于微波反应器中，进行微波辅助下的固体酸诱导纤维素水解反应，反应时间为30‑60 min，反应温度为180‑200℃，停止微波辐射后，进行固液分离，完成纤维素的水解；(3)碳基固体酸再生将步骤（2）中经过微波反应后的残渣洗涤多次后于40‑60℃的烘箱中烘干，按照1:3‑...

【技术特征摘要】
1.一种微波辅助碳基固体酸诱导纤维素水解制备葡萄糖的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)预处理纤维素与碳基固体酸混合球磨，以降低纤维素结晶度和提高纤维素与催化剂的接触面积；(2)微波辅助固体酸诱导纤维素水解将步骤（1）中经过混合球磨后的混合物按照1:50-1:200g/mL固液比与0.012wt%的稀盐酸水溶液混合均匀后，置于微波反应器中，进行微波辅助下的固体酸诱导纤维素水解反应，反应时间为30-60min，反应温度为180-200℃，停止微波辐射后，进行固液分离，完成纤维素的水解；(3)碳基固体酸再生将步骤（2）中经过微波反应后的残渣洗涤多次后于40-60℃的烘箱中烘干，按照1:3-3:1（g/g）的质量比与活化剂混合均匀，置于400-600℃的管式炉中碳化60-180min，洗涤至中性后获得再生的碳基固体酸催化剂。2.根据权利要求书1所述微波辅助碳基固体酸诱导纤维素水解制备葡萄糖的方法，其特征在于，所述的纤维素为粒径25-280um的纤维素粉中的一种或几种混合物；所述的混合球磨的时间为30-240min，球磨的转速为200-600r/min；所述的纤维素与碳基固体酸的质量比为3:1-1:3（g/g）。3.根据权利要求书1所述微波辅助碳基固体酸诱导纤维素水解制备葡萄糖的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的微波辐照的功率为600-1000W，微波频率为800-120...

【专利技术属性】
技术研发人员：任俊莉，王孝辉，林琦璇，程帮贵，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44