浸渍改性剂对竹炭碳磺酸结构和催化性能的影响 Effects of Impregnation Agents on Structure and Catalytic Performance of Bamboo Carbon-Based Solid Acids

用氢氧化钠、硫酸和氯化锌等不同改性剂对竹粉进行浸渍改性处理，进而用炭化-磺化法制备用于纤维素水解的竹炭碳磺酸催化剂。通过对改性前后的竹粉进行FT-IR和SEM分析研究竹粉浸渍改性机理，发现氢氧化钠能分解竹粉半纤维素中的乙酰基和部分α-糖苷键，及木质素侧链上部分甲氧基，有利于竹粉的热解与炭化。采用BET、XRD和FT-IR等对所得催化剂微观结构进行分析，发现改性剂的使用有利于竹粉炭化过程造孔，有效提高催化剂的比表面积。不同改性剂处理后的竹粉在炭化过程中的石墨化程度不同，导致碳环上可取代的活性位点数不同，进而影响催化剂的磺酸量。系统研究了浸渍比、炭化温度、磺化温度等因素对竹炭碳磺酸催化剂活性的影响。以氢氧化钠为改性剂，在最佳制备条件下所得竹炭碳磺酸，纤维素水解获得葡萄糖的收率可达45.0%。