纤维素水解技术

离子液体通常指在接近室温下呈液态、由阴阳离子组成的离子型化合物。通过调变相应的离子组成和结构，可以调节离子液体的物性。离子液体几乎无蒸汽压、难燃烧、稳定性好、溶解能力强、液程宽，是具有潜力的新型介质。木质纤维素是地球上最丰富、廉价且符合可持续发展要求的可再生资源。但纤维素结构致密，对水解反应具有天然抗性，使其生物转化利用受到限制。高效解聚纤维素获取碳水化合物是生物质转化利用的主要技术难点之一。本成果旨在提供纤维素和单糖化学转化的新技术。本成果以离子液体为主要反应介质，高效水解木质纤维素获取还原糖和单糖。目前围绕该成果的技术体系已发表论文5篇，申请专利6件。
在咪唑型离子液体中实现纤维素原料于100 ℃，常压，催化量酸存在下高效水解得到还原糖，总还原糖产率最高达80%，反应速度超过常规稀酸催化和酶催化体系。证明水解反应遵循一级串联反应动力学模型。利用红外光谱和元素分析方法表明硫酸催化木质纤维素原料水解可引起木质素修饰反应。本方法具有显著优点:原料无需复杂预处理、水解速度快、酸耗少、条件温和、对反应器抗腐蚀性要求不高、易于控制、污染少、环境友好。
本成果通过使用离子液体，实现了纤维素高效水解，为制备生物基平台化合物和生物质利用提供了具有潜力化学转化新技术。

单位名称：中国科学院大连化学物理研究所

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文章分类：生物及新医药（院士）

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