[發明專利]一種秸稈制糖的方法

有效

• 申請號: 202210808481.3
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN115193478B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 楊曉瑞;金爽;孫姚瑤;黎曉彤
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01J31/18
• 分類號: B01J31/18;C08F212/08;C08F222/08;C08F212/36
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 邵林;徐蓓

本發明公開一種秸稈制糖的方法，采用酸性催化劑，將秸稈與氫氣進行加氫反應得到糖；所述酸性催化劑由如下方法制備得到：由載體負載苯乙烯單體、馬來酸酐單體、二乙烯基苯和過氧化苯甲酰的混合液；之后控制溫度使得多聚物聚合于所述載體表面，之后氨解中和，再置于貴金屬鹽的溶液中進行配合反應，最后在硫酸中浸泡反應即得。采用本發明的方法能實現秸稈的高效降解。

技術領域

本發明屬于催化加氫領域，具體涉及一種采用酸性高分子配位金屬催化劑催化秸稈加氫制備糖的方法。

背景技術

農作物秸稈是自然界分布較廣泛的生物質可再生資源，它的主要組成成分為纖維素、半纖維素和木質素，將其進行合理有效利用可以轉化為能源或者高附加值的化學品。然而大部分的稻草秸稈都被直接簡單焚燒了，秸稈焚燒會帶來很多環境問題，如氧化物的排放，顆粒粉塵的污染，霧霾等問題，同時會導致健康問題。將農作物秸稈進行降解后轉變為糖或其他有用的化學品，不僅可以有效地避免環境污染，解決廢棄物處理問題，而且增加秸稈的附加值，緩解資源和能源危機。

目前用于降解秸稈的方法有很多，包括：物理法、化學法、物化法和生物法。物理法處理普遍存在能耗高的問題，使得工藝成本較高；化學法大部分都需要中和、除鹽和除雜等后續處理工藝，不僅增加了反應工序，也會增加整個工藝的成本；生物法存在處理周期長，且降解效果不佳等問題。專利CN104131050A公開了一種高效組合預處理秸稈的方法，采用臭氧和球磨結合法對秸稈進行高效處理，經過水洗除酸和復合纖維素酶酶解提高了糖化率。專利CN111690694A公開了一種農作物秸稈降解預處理的方法，添加氯化鈉水溶液作為電解質，利用酸性氧化電解水和堿性還原電解水對秸稈進行預處理，再利用酶液進行酶解。專利CN102008011A公開了一種采用生物法發酵菌進行厭氧發酵的秸稈降解工藝。專利CN106423241A公開了一種離子液體改性碳化鎢的制備及其在秸稈降解中的應用。專利CN110846357A公開了一種降解玉米秸稈的方法，采用磁性納米離子固載化的漆酶以及纖維素酶對玉米秸稈進行降解，轉化率達到46.85%。上述方法盡管已經取得了一定的效果，然而秸稈轉化率仍待進一步提高。

發明內容

針對上述現有技術問題，本發明提供了一種利用酸性高分子配位金屬催化劑催化秸稈加氫反應制糖的方法，在該催化劑的作用下，秸稈能高效加氫降解，經過三次加氫降解后秸稈的轉化率達到93.7%。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種秸稈制糖的方法，采用酸性催化劑，將秸稈與氫氣進行加氫反應得到糖；

所述酸性催化劑由如下方法制備得到：

（1）將向苯乙烯單體和馬來酸酐單體的溶液中加入二乙烯基苯和過氧化苯甲酰，混合均勻后得到聚合液，之后將載體浸泡于所述聚合液中；

（2）將浸泡完畢的載體取出，控制溫度使得多聚物聚合于所述載體表面，之后氨解中和，得到高分子聚合物載體；

（3）將所述高分子聚合物載體置于貴金屬鹽的溶液中，進行配合反應，得到高分子配位金屬催化劑；

（4）將所述高分子配位金屬催化劑在濃度為0.1~6?mol/L的硫酸溶液中反應，之后清洗至中性，干燥即得所述酸性催化劑。

優選的，所述秸稈為農作物秸稈或草本類植物，優選為稻草秸稈、小麥秸稈、棉花秸稈、玉米秸稈、高粱秸稈、花生稈、玉米芯、油菜稈、甘蔗稈或水葫蘆。

優選的，所述加氫反應中，秸稈與溶劑的質量比為1~50:0~750；優選為5~20:0~500；最優選為5~10:0~150。溶劑為0即為不添加溶劑。該方法可在有溶劑或無溶劑條件下反應。

優選的，所述溶劑為水。

優選的，所述酸性催化劑與所述秸稈的質量比為0.1~50:1~50，較佳值為1~20:5~20，最佳值為2~10:5~10。