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磁性碳基磺酸化固体酸催化剂的制备及其催化水解纤维素
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:物理化学学报
  • 时间:0
  • 页码:1873-1878
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院生态环境研究中心,北京100085
  • 相关基金:国家自然科学基金创新群体项目(50921064)资助
  • 相关项目:环境微界面过程与污染控制研究
中文摘要:

以纤维素和硝酸铁为原料,发烟硫酸为磺酸化试剂,采用热解法合成了磁性碳基磺酸化固体酸催化剂(Fe/C-SO3H).利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪和振动样品磁强计(VSM)等手段对催化剂进行了表征,评价了催化剂在纤维素水解反应中的催化活性.结果表明,Fe是以γ-Fe2O3的形式存在于碳本体中,催化剂呈现超顺磁性.对于纤维素的水解反应,在优化条件下,纤维素的转化率可达40.6%.此外,催化剂可稳定分散于反应体系中,并在外加磁场作用下可快速与反应体系分离.但催化剂重复使用时催化活性有所下降,其失活原因经初步认定是由于表面部分磺酸基团在反应过程中脱落.

英文摘要:

Magnetic sulfonated carbon-based solid acid catalysts (Fe/C-SO3H) were prepared by the pyrolysis of cellulose and subsequent sulfonation.The catalyst samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and vibrating sample magnetometry (VSM).Their catalytic properties for the hydrolysis of cellulose were investigated.Results show that Fe exists in the carbon body in the form of γ-Fe2O3 and the Fe/C-SO3H catalyst has superparamagnetic properties.In the hydrolysis reaction, cellulose conversion reached 40.6% over Fe/C-SO3H under optimal conditions.Furthermore, the catalyst could be steadily dispersed in the reaction mixture and be separated using an externally applied magnetic field.However, the catalytic performance dropped after the first run.The reason for deactivation is deduced to be a reduction in the amount of sulfonic acid groups on the surface of the catalyst.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781