新型炭基固体酸催化剂的制备及其催化纤维素水解反应的研究

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1、ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ博士学位论文新型炭基固体酸催化剂的制备及其催化纤维素水解反应的研究作者姓名胡双嵐学科专业生物化工指导教师宗敏华教授娄文勇教授所在学院生物科学与工程学院论文提交日期２０１８年６月Ｐｒｅａｒａ－ｐｔｉｏｎｏｆｎｏｖｅｌｃａｒｂｏｎｂａｓｅｄｓｏｌｉｄａｃｉｄｃａｔａｌｙｓｔｓａｎｄｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｈｄｒｏｌｓｉｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｐｐｙｙＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔ

2、ｅｄｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｐｈｙＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＨｕＳｈｕａｎｌａｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｏｎＭｉｎｈｕａｐｇＰｒｏｆ．ＬｏｕＷｅｎｙｏｎｇＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｚｈｏｕＣｈｉｎａｇ，分类号：Ｑ８１４学校代号：１０５６１学号：２０１２１０１０５１５２华南理工大学博士学位论文新型炭基固体酸催化剂的制备及其催化纤维素水解反应的研究获得国家自然科学基金项目（２１６７６１０４

3、；２１３７６０９６）资助作者姓名：：胡双岚指导教师姓名，、职称宗敏华教授娄文勇教授申请学位级别：工学博士学科专业名称：生物化工研究方向：应用生物催化论文提交日期：年月日论文答辩日期：２０１８年５月３１日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：方祥教授委员：张雷教授宗敏华教授娄文勇教授吴虹教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集

4、体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：搞取藏日期：年ｒ月ｐ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定：研，即宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容。，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文一本

5、人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：□保密（校保密委员会审定为涉密学位论文时间年月日），＿＿＿于日解密后适用本授权书。＿年月＿１５＾呆密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。“”（请在以上相应方框内打Ｖ）调城？糾作者签名：旁曰期：指导教师签名日期：＿作者联系电话：电子邮箱：＇联系地址：（含邮编）摘要社会对能源不断增长的需求与

6、天然矿石能源的日渐枯竭之间存在的矛盾日益激化，此外，传统能源造成的环境污染问题也日益严重，这些催生了可再生的绿色新能源的开一发与应用方面的研宄。生物质资源作为种绿色可再生资源已经吸引了广泛关注中，其，木质纤维素因其来源广、易处理、价廉及可再生等诸多优点，被认为是最具潜力的替代新能源一一。为实现木质纤维素的高值化利用，使用化学或生物方法将其中的主要成分纤维素一一降解为单糖，是实现其生物质资源有效转化的关键步骤。目前广泛地使用液体酸水解纤维素的方法，存在副产物多、易腐蚀设备和污染环境等诸多缺点；使用酶催化水解方法在工业生产中仍

7、存在酶活性不稳定，酶处理耗时过长等不足；而利用固体酸作催化剂则可以有效解决上述问题。基于此，本论文采用基团功能化的方法对不同炭基原料进行改性，以制备新型炭基固体酸催化剂，并对所制备的新型固体酸催化剂影响水解纤维素能力的因素及规律进行探索。本文以三氯蔗糖为原料－Ｈ－，成功制备了含催化活性基团（Ｓ０３）和吸附基团（Ｃ１）的新型炭基固体酸催化剂，并采用红外光谱、ＸＲＤ、扫描电镜等手段对其进行了表征。研宄了新型催化剂催化活性与吸附特性，及二者之间的关系，并探讨了制备条件对催化剂活力及吸附底物特性的影响规律。结果表明，以经过预处理的

8、微晶纤维素为底物时，该含氯的新型固体酸催化水解得到葡萄糖的产率为５５．０％，明显优于不含氯的固体酸催