Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Pentosan analizi için yeni bir yöntem mevcut Jüt biyokütle ve şeker monomerleri asidik iyonik sıvı kullanarak içine onun dönüşüm

Published: June 1, 2018 doi: 10.3791/57613

Summary

Biz Brønsted asidik iyonik sıvılar (BAILs) varlığı su katalizör ile bir yenilenebilir olmayan yenilebilir lignocellulosic biyokütle (yani, jüt) C5 şekerler (ksiloz ve arabinoz) sentezi için bir iletişim kuralı mevcut. BAILs katalizör geleneksel mineral asit katalizörler daha iyi katalitik performans sergiledi (H2SO4 ve HCl).

Abstract

Son zamanlarda, iyonik sıvılar (ILS) için biyokütle valorization değerli kimyasallar içine termal istikrar, daha düşük buhar basıncı, zor olmayan, yüksek ısı kapasitesi ve ayarlanabilir çözünürlük ve asit gibi dikkat çekici özellikleri nedeniyle kullanılır. Burada, biz C5 şekerler (ksiloz ve arabinoz) sentezi için bir yöntem pentosan Jüt biyokütle bir one-pot sürecinde mevcut üzerinden Brønsted asidik 1-methyl-3-(3-sulfopropyl)-imidazolium hidrojen sülfat IL katalitik bir miktarda kullanarak göstermek. Asidik IL laboratuarda sentezlenir ve NMR spektroskopik saflığı anlamak için yöntemlerle karakterize. Kefalet çeşitli özelliklerini asit gücü gibi katalizör (250 ° C) daha yüksek bir sıcaklıkta stabil ve çok yüksek asit gücü (HEy 1.57) sahip gösterdi termal ve hidrotermal istikrarı ölçülür. Asidik IL üzerinde pentosan yüzde 90'ını şekerler furfural dönüştürür. Bu nedenle, bu çalışma sunan yönteminde de pentosan konsantrasyon lignocellulosic biyokütle, diğer türlü değerlendirme için istihdam edilebilir.

Introduction

O bir fosil feedstocks yerine gelecek vaat eden adayların kılan sürdürülebilir, ucuz ve fosil kaynakları, aksine eşit olarak dağıtılmış olduğu biyokütle bir yenilenebilir enerji ve kimyasal kaynağı olarak büyük bir potansiyele sahiptir. Tahmini lignocellulosic biyokütle 146 milyar ton başına yıl1yapımıdır. Lignocellulosic biyokütle çoğunlukla lignin, selüloz, hemiselüloz onun üç önemli bileşenleri oluşur. Lignin phenylpropanoid birimlerinden yapılan aromatik bir polimerdir; Öte yandan, selüloz, hemiselüloz lignocellulosic biyokütle polisakkarit parçaları vardır. Koful C5 şekerler, C6 şeker ve β (1→4), β (1→3) ve β (1→6) glycosidic tahvil2,3tarafından birbirine bağlı şeker asitler oluşur ise selüloz glikoz birimleri tarafından β(1→4) glycosidic bağlantı, bağlı oluşur. Çeşitli lignocellulosic biyokütle ile birlikte (küspeleri, pirinç kabuğu, buğday samanı, vb), jüt lignocellulose biyokütle da çok büyük miktarlarda (ca. %98 2014 yılında) Asya'da dünyanın toplam Jüt üretim göre üretilmektedir. Süre Bangladeş x 106 metrik ton Jüt biyokütle 20144x 106 metrik ton (3.39) dünyada toplam üretimi karşılaştırıldığında Jüt biyokütle 1,34 üretmek Hindistan x 106 metrik ton Jüt biyokütle 1,96 üretir. Bu yenilebilir olmayan biyokütle kullanımı gıda talebi ile çatışma değil. Bu nedenle, bir hisse senedi katma değer çeşitli sentezleme için kullanmak faydalıdır kimyasallar (ksiloz, arabinoz, furfural, 5-hydroxymethylfurfural (HMF), vb). ABD Enerji Bakanlığı'nın göre furfural ve HMF bazı biyokütle5elde edilen en iyi 30 yapı taşı kimyasal olarak kabul edilir. Furfural ksiloz veya doğrudan koful elde edilir ve birçok önemli kimyasal dönüştürülebilir. Furfuryl alkol, metil furan ve tetrahydrofuran furfural6' dan elde edilen önemli kimyasal maddelerdir. Bu nedenle, jüt biyokütle gibi lignocellulosic biyokütle çevrimi C5 şekerler ve diğer önemli kimyasal içine önemli bir konudur.

Değeri lignocellulosic biyokütle dönüşüm için çeşitli katalitik yöntemlerde kullanılabilir kimyasal maddeler eklenir kapsamlı raporlar. Mineral asitler (HCl ve H2SO4) ve türdeş olmayan Katalizörler (Amberlyst, HMOR, HUSY, SAPO-44, vb) önemli ölçüde şeker (şeker pentoz ve heksoz) koful ve lignocellulosic biyokütle dönüşüm için kullanılmıştır ve furans (furfural ve HMF)7,8. Yeniden kullanılabilirliği ve mineral asit corrosiveness önemli bir konudur. Reaksiyon katalizör yüzeyde oluşur çünkü ancak, katı asit katalizör ile daha yüksek sıcaklık ve basınç gereklidir. Bu sorunları aşmak için son zamanlarda ILS rapor edilmektedir biyokütle olarak bir katalizör ya da solvent9,10,11,12,13,14valorization için. Bir çözücü olarak IL kullanımı daha kullanışlı bir yöntem onun yüksek maliyeti ve daha düşük buhar basıncı zorluk ürün ayırma oluşturur ILS yüzünden değil. Bu nedenle, geri dönüşümlü IL (küçük miktarlarda) bir katalizör bir su çözücü sistemi biyokütle dönüştürülmek üzere katma değer kullanım için şarttır kimyasallar.

Burada, 1-methyl-3-(3-sulfopropyl) imidazolium hidrojen sülfat asitli IL pentosan Jüt biyokütle mevcut doğrudan dönüşüm içine şeker monomerleri olmadan herhangi bir ön katalizör kullanılmak üzere bir yöntem mevcut. Genellikle, ILS bildirilir lignocellulosic biyokütle10,15,16,17 Önarıtma için ILS çok büyük miktarda biyokütle Önarıtma için kullanılır. Bu nedenle, bu her zaman IL katalizör kullanmak için ve herhangi bir ek tedavi kimyasallar lignocellulosic biyokütle dönüştürmek için avantajlıdır. Ayrıca, mevcut çalışma, jüt biyokütle sunulan lignin konsantrasyon çeşitli aromatik monomerleri18dönüştürülmüş olabilir Klason yöntemi kullanılarak hesaplanır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Sunan çalışmalarında kullanılan çeşitli kimyasalların toksik ve kanserojen. Lütfen tüm uygun güvenlik uygulamaları IL ve biyokütle işleme sentezi kullanırlar.

1. asidik Il hazırlanması

  1. Yuvarlak alt şişesi 50 ml 1,3-propan sultone 7.625 mmol Ekle ve balon lastik septum ile kapatın.
  2. 1-methylimidazole 7.625 mmol 1,3-propanesultone 7.625 mmol yavaş yavaş ekleyin (10 dakika) 0 ° c (1 mL) kullanarak.
  3. 1-methylimidazole ve 1,3-propanesultone tam eklenmesi sonra 15 mL kuru Toluen ekleyin ve karışımı 120 ° c katı zwitterion almak için 16 h için cezir.
  4. Filtrasyon kullanarak Toluen zwitterion ayırın ve sonra zwitterion 40 mL Toluen ile yıkayın. Zwitterion kurutma için fırın sıcaklığı 80 ° C'ye ayarla Fırın sıcaklığı 80 ° C ulaştıktan sonra örnek 4 h fırında tutun ve kurutulmuş zwitterion sonraki adımda kullanın.
  5. Sülfürik asit zwitterion (zwitterion ve sülfürik asit eşit mol) içeren yuvarlak alt balonun eklemek 1.000 µL micropipette kullanarak. Sonra yuvarlak alt şişeye reflü kondansatör bağlayın. Isı ve istenilen IL almak 12 h için 110 ° C'de karışımı ilave edin.
    Not: Tepki sülfürik asit ve zwitterion arasında herhangi bir solvent gerçekleştirilir.
  6. Sonra sentez asidik Il 1H ve 13C NMR spektroskopi kullanarak karakterize eder.

2. Hammett asit (Ho) belirlenmesi

  1. P- nitroaniline göstergesi 10 mg 1 L volumetric flask ekleyin ve sonra bir 1 L çözüm yapmak için distile su ekleyin. Çözüm 2 min için elle de sallamak ve p- nitroaniline (boş çözüm) suda karıştırmak 1 h için çözüm bırakın.
  2. H+ iyon asit katalizör 1.59 mmol ekleyin (HCl/H2SO4/ asidik IL) 50 ml, p- nitroaniline gösterge çözüm ve sallamak elle (örnek çözümü) karıştırma için çözüm.
    Not mevcut çalışmalarında kullanılan tüm asit Katalizörler (HCl, H2SO4ve asidik IL) ayrı ayrı 50 mL gösterge çözüm (Tablo 1) Hammett asit (Ho) belirlenmesi için eklenir.
  3. Boş çözüm (p- nitroaniline) ve örnek çözümü ( p- nitroaniline solüsyon içeren katalizör) UV ölçümü gerçekleştirmek ve p- nitroaniline Amax belirler.
  4. Son olarak unprotonated [I] ve protonated [IH+] göstergesi çözümleri p- nitroaniline ve örnek çözümler Amax değerini kullanarak molar konsantrasyonu hesaplayın. 2 aşağıdaki denklemi kullanarak Ho hesapla
    Equation 1    Denklem 1
    pK(I)aq nerede pKbir p- nitroaniline göstergesi su (pKa 0,99 =) ve [I] ve [IH+], unprotonated ve protonated molar konsantrasyonlarının göstergesi, sırasıyla çözümlerdir.

3. analiz Jüt biyokütle

  1. Pentosan Analizi
    Not: Jüt biyokütle 105 ° c fırında 16 h için kurutulmuş fırın var.
    1. Bir 1 L alt şişesi yuvarlak fırın kurutulmuş Jüt biyokütle 3 g ekleyin ve sonra 100 mL 3,85 N HCl çözeltisi ekleyin.
    2. Şişeye damıtma cihazı bağlayın ve karıştırma ve belgili tanımlık eriyik kaynama başlar böylece Isıtma başlar.
    3. Dropwise Jüt biyokütle ve HCl çözüm içeren yuvarlak alt şişeye Huni kullanarak 3,85 N HCl 250 mL ekleyin.
    4. Yuvarlak alt balonun içinde sabit birim (100 mL) sırasında damıtma 3,85 N HCl çözüm dropwise ekleyerek korumak.
    5. 220 mL distile toplanan denemeyi durdurur. Sonra 500 ml distile su ile toplanan öz oranında seyreltin.
    6. UV-görünür Spektrometre kullanılarak örneğini analiz ve 280 absorbans kayıt nm.
    7. Pentosan % seyreltme ve absorbans değeri kullanarak aşağıdaki formüle göre belirler:
      Equation 2    Denklem 2
      Not: Bu yöntem teknik Selüloz ve Kağıt Sanayi (TAPPI) yöntemi pentosan analiz9,19için denir. 2-3 kez denemeyi tekrarlamak ve pentosan % ortalama değerini alır. Gerekirse, optimum sınırlamak için absorbans almak için toplanan öz oranında seyreltin.
  2. Analiz ve lignin
    Not: lignin analiz için kullanmadan önce Jüt biyokütle mevcut nem kaldırın. Jüt biyokütle 105 ° C nem kaldırmak 16 h için bir fırında tutun.
    1. Jüt biyokütle 1 g 50 mL şişe ekleyin ve 72 wt% H215 mL kadar eklemek4 ' te Jüt biyokütle içeren flakon. 30 ° c 2 h için tesis karıştırma ile sıcak bir tabak kullanarak karışımı ilave edin.
    2. Alt şişesi yuvarlak bir 1 L 150 mL distile su ekleyin ve sindirilmiş biyokütle örnek (şişede mevcut) flask için transfer.
    3. Şişeyi 195 mL su ile yıkayın ve bir 1 L sindirilir biyokütle içeren alt şişesi yuvarlak içine yıkanmış sıvı transfer.
    4. 4 h için çözüm cezir ve yuvarlak alt şişeye oda sıcaklığında için serin. 12 h çözünmez lignin ve kül yerleşmek için bekleyin.
    5. Ash ile çözünmez lignin elde etmek için bir G2 pota kullanarak çözüm filtre. Sonra çözünmeyen katı 150 mL asitsiz yapmak için sıcak su ile yıkayın.
    6. 60 ° c fırında 16 h için katı (lignin + kül) Kuru ve daha fazla 105 ° C fırında 1 saat için kuru.
    7. Örnek desiccator tutmak ve örnek soğuyunca kilo almak. Bu aşamada elde edilen lignin kül içerir ve bu nedenle düzeltilmeyen lignin denir.
    8. Kül düzeltme 650 ° c hava huzurunda 5 h için elde edilen örnek Isıtma tarafından gerçekleştirin. Aşağıdaki formül kullanılarak kül Düzeltme Eki
      Equation 3    Denklem 3

4. dönüşüm Pentosan Jüt Biyokütleden içine şeker

  1. Fırın kurutulmuş Jüt biyokütle 2 g bir yüksek basınç ve yüksek sıcaklık toplu reaktör (160 mL Parr reaktör) ekleyin. 60 mL su ile birlikte asidik Il 0,24 g ekleyin ve 160 ° c sıcaklık artışı
  2. Reaktör ilâ 160 ° c Isıtma iken 200 rpm karıştırma hızını 160 ° C sıcaklık ulaşıldığında, 600 RPM karıştırma hızını artırmak.
  3. 1s için reaksiyon devam. O zaman, 200 rpm karıştırma bağlantı hızını azaltın ve Isıtma durdurmak.
  4. Reaktör oda sıcaklığına kadar soğumasını sağlar. Karıştırma durdurmak, reaktör açın ve katı tepki karışım ayırın. HPLC kullanarak tepki karışımı çözümlemesi gerçekleştirin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Pentosan ve lignin biyokütle kurtarıldı tam miktarı lignocellulosic biyokütle türüne göre değişir. Benzer türdeki diğer lignocellulosic biyokütle farklı yerlerden toplanan pentosan ve lignin farklı konsantrasyon olabilir. Bu çalışmada kullanılan Jüt biyokütle 20 wt% pentosan ve 14 wt% lignin içerir.

Şekil 1 gösterir mineral asitler katalitik aktivitesini karşılaştırılması (H2SO4 ve HCl) ve asidik IL C5 şekerli, jüt biyokütle dönüşüm için. Tepkiler asit Katalizörler (yani, h+1.59 mmol) asit aynı miktarda kullanarak 160 ° c (1 h) su yapılmıştır. Asidik IL ve asidik IL bir benzer molar konsantrasyonu (0,79 mmol) kullanılır. Katalitik aktivitesi daha da bir IL olmadan herhangi bir Brønsted asit (1-butil-3-methylimidazolium klorür) ile karşılaştırılır.

Şekil 2 1H ve 13C NMR karakterizasyonu Bu çalışmada kullanılan asidik Il göstermektedir. Asidik Il NMR (1H ve 13C) spectra asit IL dışında hiçbir ilave doruklarına gösterir; Bu sentez asidik IL saf olduğunu onaylar. Şekil 3 lignin ayırma önce Jüt biyokütle XRD ve Jüt Biyokütleden ayrılmış lignin XRD gösterir.

Tablo 1 tüm Katalizörler Hammett asitlik işlevi (Ho) analizi sunar. Asit gücü hakkında bilgi sağlayan p- nitroaniline gösterge kullanarak çözümlemenin.

Figure 1
Şekil 1: C5 şekerler ve furfural pentosan Jüt biyokütle mevcut dönüşüm. Reaksiyon koşulu: jüt biyokütle 2 g, katalizör 1,59 mmol h+ (IL ve asidik IL ile aynı kullanılan köstebek, yani, 0,79 mmol), 60 mL su, 160 ° C, 1 h. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2: 1H ve 13C NMR asidik Il (1-methyl-3-(3-sulfopropyl)-imidazolium hidrojen sülfat). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3: x-ışını kırınım. (bir) XRD Jüt biyokütle ve (b) XRD lignin ve Jüt biyokütle ayıklanır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Katalizör Birmax [I] % [IH+] % H0
Boş 0.991 100 0 --
HCl 0.753 76 24 1.5
H2kadar4 0.8 80.72 19.28 1,62
Asidik Il 0.787 79.4 20,6 1.57
Asidik Il 0.991 100 -- --

Tablo 1: Hammett asitlik işlevi belirlenmesi (Ho), çeşitli katalizörler. Tüm ölçüleri, katalizör (1,59 mmol H+) 50 mL suda p- nitroaniline çözeltisi ile karışık ( p- nitroaniline 10 mg 1 litre su, p- nitroaniline pKa eklendi 0,99 =).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Pentosan SO4, HCl ve asidik IL içine şeker monomer gösterdi H2gibi çeşitli homojen Brønsted asidik katalizörler kullanarak C5 Jüt biyokütle dönüşüm içinde mevcut. Ayrıca, katalitik sonucu asidik IL IL olmadan asit (1-butil-3-methylimidazolium klorür) ile karşılaştırıldı. Bütün tepkiler su 160 ° C'de Parr Otoklav içinde gerçekleştirilmiştir. Asidik IL kullanımını gösterdi zaman homojen asitler Bu çalışmada kullanılan göre en yüksek pentosan dönüşüm (mineral asitler H2SO4 ve HCl). Mineral asitler daha düşük verimleri göstermek ise asidik IL daha yüksek C5 şeker verim (% 76) sergiler sonuçlar gösterir (HCl % 49 ve böylece verim C5%4 57'şeker H2) şeker içine pentosan dönüşüm için. Mineral asit katalizör ve asidik IL benzer asit tutarları (h+1.59 mmol) birbirine benzemeyen katalizör asitlik sonuçları önlemek için kullanılır. Reaksiyon asidik IL kullanarak ve çok düşük C5 şeker verimleri gösterdi katalizör olmadan taşıyordu. Bu asidik IL pentosan dönüşüm içine şeker monomer için mineral asitler karşılaştırıldığında için daha iyi bir katalizördür anlamına gelir. Ayrıca, asidik IL benzer bir tür bu tepki olarak etkin olmadığından bu reaksiyon için IL asitliği esastır.

O çok yüksek bir verim furfural (% 12) ve C5 şeker monomer (% 76) üretir çünkü asidik IL de pentosan lignocellulosic biyokütle mevcut analizi için kullanılabilir. Bu yöntem 3,85 N HCl ve daha uzun tepki süresi (ca. 24 h) kullanan bölümde 3.1 açıklanan yönteme göre daha üstündür. Asidik IL kullanılarak elde şeker daha fazla furans (furfural ve çeşitli furan türevleri) dönüştürülür veya xylitol veya arabitol hidrojene. Daha da önemlisi, bu yöntemi kullanarak bu C5 şekerler pentosan hidroliz ürünler olarak yeniden elde etmek mümkündür. Ancak, pentosan kurtarılması pentosan furans konsantre HCl19içine düşer çünkü 3.1 bölümünde açıklanan yöntemi üzerinden mümkün değildir. ILS alt buhar basıncı var ve bu nedenle, IL buharlaşma sürecinde, bu işlem çevre güvenli yapan düşük bir olasılık. Ayrıca, corrosiveness ve dönüştürülebilirlik HCL HCl tedavi öncesi20,21ile büyük sorun olduğunu. Öte yandan, katalitik pentosan dönüşüm sürecinde asidik IL miktarda kullanımı geri dönüştürülebilir.

Asidik IL daha yüksek asit güce sahip Hammett asit (Ho) sonuçları gösterdi (Ho 1.57 =) SO4 H2ile karşılaştırıldığında (Ho 1,62 =); Bu nedenle, H2daha iyi SO4 katalizör yapar. Ancak, asidik IL HCl ile karşılaştırıldığında daha düşük asit gücü vardır. Polisakkaritler lignocellulosic biyokütle2mevcut ile daha iyi Ion-dipol etkileşim için yararlıdır çünkü yine de, HCl katalizör daha iyi yapar. Ayrıca, mevcut çalışmalarında kullanılan asidik IL altındaki (thermogravimetric analizi kullanılarak analiz) 300 ° C sıcaklık termal kararlı iken 180 ° C sıcaklık (0,6 g asidik IL ısıtmalı 3 h için 180 ° C'de 60 mL suda) aşağıda hydrothermally istikrarlı2 .

Ayrıca, lignin ayrılması Jüt biyokütle Klason yöntemi (Bölüm 3.2) kullanılarak yapılır. Mevcut çalışmalarında kullanılan Jüt biyokütle 14 wt% lignin içerir. Jüt biyokütle ayrılmış lignin saf ve daha fazla aromatik monomerleri dönüştürülmüş olabilir daha az kül (< %1), içerir.

Pentosan ve lignin konsantrasyon Analizi mineral asit kullanarak yerine getirmesi (HCl ve H2SO4). Ayrıca, asidik IL pentosan Jüt biyokütle C5 şeker (% 76) ve furfural (% 12) % 5-10 reaksiyonlar ile birlikte mükemmel bir verim ve tepki gösterdi mevcut dönüşüm için kullanılan su asidik IL olmadan herhangi bir dış küçük bir miktar kullanarak yapılmıştır basınç ve ön. Ayrıca, asidik IL sergiler üzerinde % 90 pentosan dönüşüm (pentosan dönüşüm verimleri C5 şeker, furfural ve reaksiyonlar yardımıyla hesaplanmıştır).

C5 şekerler pentosan Jüt biyokütle mevcut dönüşüm için yöntem geliştirdik ancak bu yöntem aynı zamanda pentosan konsantrasyon Jüt biyokütle mevcut belirlenmesi için uygulanabilir. Ayrıca, diğer çeşitli lignocellulosic biyokütle mevcut pentosan konsantrasyon mevcut yöntemi kullanılarak belirlenebilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

İfşa etmek yok.

Acknowledgments

Bakanlığı Bilim ve teknoloji (çoğu) Tayvan teşekkür etmek istiyorum (104-2628-E-002-008-MY3 105-2218-E-155-007; 105-2221-E-002-003-MY3; 105-2221-E-002-227-MY3; 105-2622-E-155-003-CC2) ve Top Ulusal Tayvan Üniversitesi Projesi için amaç Üniversitesi (105R7706) finansman desteği için. Biz bu çalışma sayesinde bir alt proje, yüksek eğitim kalite geliştirme projesi (HEQEP), tam teklif #2071 kısmi finansman için Dünya Bankası için müteşekkiriz. Bu eser de kısmen (altın fon) Üniversitesi Wollongong'ın AIIM tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1-Methylimidazole Sigma Aldrich M50834
1,3-Propanesultone Sigma Aldrich P50706 Moisture sensitive
p-nitroaniline Sigma Aldrich 185310
Toluene J. T. Baker 9460-03
Sulfuric acid Honeywell-Fluka 30743 Highly corrosive
Hydrochloric acid Honeywell-Fluka 30719 Highly corrosive
1-butyl-3-methylimidazolium chloride Sigma Aldrich 900856 Highly hygroscopic
D(+)-Xylose Acros Organics 141001000
L(+)-Arabinose Acros Organics 104981000
UV-Spectrometer JASCO V-670
Parr reactor Parr USA Seriese 4560
Parr reactor controller Parr USA Seriese 4848
High pressure liquid chromatography (HPLC) JASCO Seriese LC-2000
Digital hot plate stirrer Thermo Scientific SP142020-33Q Cimarec
Oven furnace Thermal Scientific FB1400 Thermolyne blast oven furnace

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Demirbaş, A. Biomass resource facilities and biomass conversion processing for fuels and chemicals. Energy Convers. Manage. 42 (11), 1357-1378 (2001).
  2. Matsagar, B. M., Dhepe, P. L. Brönsted acidic ionic liquid-catalyzed conversion of hemicellulose into sugars. Catal. Sci. Technol. 5 (1), 531-539 (2015).
  3. Matsagar, B. M., Dhepe, P. L. Effects of cations, anions and H+ concentration of acidic ionic liquids on the valorization of polysaccharides into furfural. New J Chem. 41 (14), 6137-6144 (2017).
  4. Food and Agriculture Organization of the United Nations. , Available from: http://faostat3.fao.org/download/Q/QC/E (2014).
  5. Costa Lopes, A. M., Morais, A. R. C., Łukasik, R. M. Sustainable Catalytic Strategies for C5-Sugars and Biomass Hemicellulose Conversion Towards Furfural Production. Production of Platform Chemicals from Sustainable Resources. , Springer Singapore. 45-80 (2017).
  6. Matsagar, B. M., Munshi, M. K., Kelkar, A. A., Dhepe, P. L. Conversion of concentrated sugar solutions into 5-hydroxymethyl furfural and furfural using Bronsted acidic ionic liquids. Catal. Sci. Technol. 5 (12), 5086-5090 (2015).
  7. Gürbüz, E. I., et al. Conversion of Hemicellulose into Furfural Using Solid Acid Catalysts in γ-Valerolactone. Angew Chem Int Ed. 52 (4), 1270-1274 (2013).
  8. Filiciotto, L., Balu, A. M., Van der Waal, J. C., Luque, R. Catalytic insights into the production of biomass-derived side products methyl levulinate, furfural and humins. Catal Today. 302, 2-15 (2017).
  9. Matsagar, B. M., et al. Direct Production of Furfural in One-pot Fashion from Raw Biomass Using Brønsted Acidic Ionic Liquids. Sci. Rep. 7 (1), 13508 (2017).
  10. Gschwend, F. J. V., et al. Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids. J Vis Exp. (114), e54246 (2016).
  11. Xu, F., et al. Transforming biomass conversion with ionic liquids: process intensification and the development of a high-gravity, one-pot process for the production of cellulosic ethanol. Energy Environ. Sci. 9 (3), 1042-1049 (2016).
  12. Sun, J., et al. One-pot integrated biofuel production using low-cost biocompatible protic ionic liquids. Green Chem. 19 (13), 3152-3163 (2017).
  13. Nguyen, C. V., et al. Combined treatments for producing 5-hydroxymethylfurfural (HMF) from lignocellulosic biomass. Catal Today. 278 (Part 2), 344-349 (2016).
  14. Yan, N., Yuan, Y., Dykeman, R., Kou, Y., Dyson, P. J. Hydrodeoxygenation of Lignin-Derived Phenols into Alkanes by Using Nanoparticle Catalysts Combined with Brønsted Acidic Ionic Liquids. Angew Chem Int Ed. 49 (32), 5549-5553 (2010).
  15. Weerachanchai, P., Lee, J. -M. Recyclability of an ionic liquid for biomass pretreatment. Bioresour. Technol. 169 (Supplement C), 336-343 (2014).
  16. Shill, K., et al. Ionic liquid pretreatment of cellulosic biomass: Enzymatic hydrolysis and ionic liquid recycle. Biotechnol Bioeng. 108 (3), 511-520 (2011).
  17. Tadesse, H., Luque, R. Advances on biomass pretreatment using ionic liquids: An overview. Energy Environ. Sci. 4 (10), 3913-3929 (2011).
  18. Agirrezabal-Telleria, I., Gandarias, I., Arias, P. L. Production of furfural from pentosan-rich biomass: Analysis of process parameters during simultaneous furfural stripping. Bioresour. Technol. 143 (Supplement C), 258-264 (2013).
  19. Yingying, L., et al. An Improved Method for Determination of Pentosans in Pulps using Dual-Wavelength Spectroscopy. BioResources. 11 (3), 6801-6807 (2016).
  20. Kumar, A. K., Sharma, S. Recent updates on different methods of pretreatment of lignocellulosic feedstocks: a review. Bioresour. Bioprocess. 4 (1), 7 (2017).
  21. Kumar, P., Barrett, D. M., Delwiche, M. J., Stroeve, P. Methods for Pretreatment of Lignocellulosic Biomass for Efficient Hydrolysis and Biofuel Production. Ind. Eng. Chem. Res. 48 (8), 3713-3729 (2009).

Tags

Çevre Bilimleri sayı: 136 jüt biyokütle Brønsted asidik iyonik sıvı Hammett asitlik pentosan ksiloz arabinoz lignin.
Pentosan analizi için yeni bir yöntem mevcut Jüt biyokütle ve şeker monomerleri asidik iyonik sıvı kullanarak içine onun dönüşüm
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Matsagar, B. M., Hossain, S. A.,More

Matsagar, B. M., Hossain, S. A., Islam, T., Yamauchi, Y., Wu, K. C. W. A Novel Method for the Pentosan Analysis Present in Jute Biomass and Its Conversion into Sugar Monomers Using Acidic Ionic Liquid. J. Vis. Exp. (136), e57613, doi:10.3791/57613 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter