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DOI: 10.3791/57613-v
Babasaheb M. Matsagar1, Shahriar A. Hossain2,3, Tofazzal Islam4, Yusuke Yamauchi2,3,5,6, Kevin C.-W. Wu1
1Department of Chemical Engineering,National Taiwan University, 2International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA),National Institute for Materials Science (NIMS), 3Australian Institute for Innovative Materials (AIIM),University of Wollongong, 4Department of Biotechnology,Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman Agricultural University, 5School of Chemical Engineering & Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN),University of Queensland, 6Department of Plant and Environmental New Resources,Kyung Hee University
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
水の触媒としてブレンステッド酸性イオン液体 (金具) の存在と再生可能な非食用リグノ セルロース系バイオマス (すなわちジュート) から C5 糖 (キシロースとアラビノース) の合成のためのプロトコルを提案します。金具触媒展示従来のミネラル酸触媒よりもよりよい触媒性能 (H2SO4と HCl)。
この新しい方法の全体的な目標は、酸性イオン液体を使用して、ジュートバイオマスに存在するペントサンをC5糖に変換することです。この方法は、ジュートバイオマス中に存在するペントサン濃度の測定にも使用できます。この措置により、触媒量の酸性イオン液体を使用して、アセラス媒体中のさまざまな低バイオマスからC5糖を合成できます。この技術の主な利点は、ジュートバイオマスの変換に使用される酸性イオン液体が鉱酸と比較してより優れた性能を発揮することです。まず、冷却された50ミリリットルの丸底フラスコに7.625ミリモルの1、3-プロパンスルトンを持ち、フラスコをゴム製のセプタムで密封します。1ミリリットルのシリンジを使用して、ゆっくりとこの酸性イオン液体の0°C.Forで10分以上フラスコに1-methylimidazoleの7.625モルを追加します1、3-プロパンスルトンと1-メチルイミダゾールの追加は、反応混合物に乾燥トルエンの15ミリリットルを0°C.Followingで非常にゆっくりと行う必要があります。氷水浴を取り除いた後、反応混合物を還流するか、摂氏120度で16時間かけて固体双性イオンを得る。反応が完了した後、真空ろ過を使用してツウィッテリオンをトルエンから分離します。次に、ツビッテリオンを40ミリリットルのトルエンで洗います。双性イオンを乾燥させるには、オーブンの温度を摂氏80度に設定します。希望の温度に達したら、双性イオンをペトリ皿に移し、オーブンに入れて4時間乾燥させます。乾燥後、乾燥した双性イオンを丸底フラスコに移し、1, 000マイクロリットルのマイクロピペットを使用して硫酸を加えます。丸底フラスコを還流コンデンサーに接続します。次に、混合物を摂氏110度で12時間攪拌しながら加熱し、目的のイオン液体を得る。ブランク溶液のリットルで調製するには、1リットルのパラニトロアニリンインジケーターと蒸留水を1リットルのメスフラスコに加えます。手動で溶液を2分間完全に振とうし、パラニトロアニリンを水に完全に混合するために1時間置いておいてください。サンプル溶液を調製するには、1.59ミリモルのH+イオンを50ミリリットルのパラニトロアニリン指示薬溶液に加え、混合物を2分間手動で完全に振とうします。次に、ブランク溶液とサンプル溶液のUV測定を行い、パラニトロアニリンの最大吸光度を決定します。1グラムの乾燥ジュートバイオマスと15ミリリットルの72重量パーセントの硫酸を50ミリリットルのバイアルに加えます。混合物を30°Cのホットプレートで2時間攪拌します。次に、1リットルの丸底フラスコに150ミリリットルの蒸留水を加え、消化したバイオマスサンプルをフラスコに移します。バイアルを195ミリリットルの水で洗い、消化されたバイオマスが入ったフラスコに水を入れます。溶液を4時間還流します。次に、丸底フラスコを室温まで冷却します。12時間後、G2るつぼを使用して溶液をろ過し、不溶性のリグニンと灰分を得ます。不溶性固体を150ミリリットルのお湯で洗って、酸を含まないようにします。リグニンと灰を摂氏60度のオーブンで16時間乾燥させた後、固体をシャーレに移し、さらに摂氏105度のオーブンで1時間乾燥させます。乾燥後、サンプルをデシケーターに入れて冷まします。次に、冷却したサンプルを秤量します。次に、サンプルを摂氏650度で空気の存在下で5時間加熱することにより、灰分補正を実行します。適切な式を使用して灰の補正を決定します。オーブンで乾燥させたジュートバイオマスを、160ミリリットルのパーリアクターなどの高圧高温のバッチリアクターに加えます。60ミリリットルの水と24グラムの酸性イオン液体を追加します。次に、反応器を閉じ、温度を摂氏160度に上げます。攪拌速度を200RPMに設定し、反応器が摂氏160度まで加熱されている間、所望の温度に達したら、攪拌速度を600RPMに上げます。1時間後、攪拌速度を200RPMに下げ、加熱を停止します。反応器が室温まで冷えたら、攪拌を止めて反応器を開きます。反応混合物から固体を分離し、HPLCを使用して反応混合物を分析します。ここでは、ジュートバイオマスをC5糖に変換するための鉱酸と酸性イオン液体の触媒活性の比較を示します。触媒活性は、Brを含まないイオン液体とさらに比較されます
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