Методическая статья

Новый метод для анализа Пентозанполисульфат в джута биомассы и превращения его в сахар мономеров, с использованием кислой ионные жидкости

DOI:

10.3791/57613

⸱

1 июня 2018 г.

 ,  ,  ,  , 
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

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы представляем протокол для синтеза сахаров C5 (Ксилоза и арабинозы) из возобновляемых лигноцеллюлозных биомассы non съедобный (например, джут) в присутствии кислых ионных жидкостей Brønsted (поручительств) как катализатора в воде. Катализатор поручительств выставлены более каталитической производительность, чем обычные минеральные кислоты катализаторов (H2т4 и HCl).

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Недавно ионных жидкостей (ILs) используются для индексации биомассы в ценных химических веществ из-за их замечательные свойства, такие как термической стабильностью, меньшее давление пара, неогнеопасны, более высокой теплоемкостью и перестраиваемые растворимость и кислотности. Здесь мы демонстрируем метод синтеза сахаров C5 (Ксилоза и арабинозы) от Пентозанполисульфат в джута биомассы в один горшок процесса путем использования каталитического количества сульфат кислых 1-methyl-3-(3-sulfopropyl)-imidazolium водорода Brønsted IL. Кислотные IL синтезируется в лаборатории и характеризуется с помощью ЯМР спектроскопических методов для понимания ее чистоты. Различные свойства залог измеряются такие кислотостойкость, тепловой и гидротермальных стабильности, которая показала, что катализатором стабилен при более высокой температуре (250 ° C) и обладает очень высокой Кислотостойкость (Ho 1,57). Кислотные IL преобразует свыше 90% Пентозанполисульфат сахара и Фурфурол. Следовательно метод представления в этом исследовании также могут использоваться для оценки концентрации Пентозанполисульфат в других видах лигноцеллюлозных биомассы.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Биомасса имеет большой потенциал как возобновляемых источников энергии и химический источник, потому что это устойчивое, недорогой и одинаково распределенными в отличие от ископаемых ресурсов, что делает его одним из перспективных кандидатов для замены ископаемых видов сырья. По оценкам, производство лигноцеллюлозных биомассы — 146 млрд метрических тонн в год1. Лигноцеллюлозных биомассы в основном состоит из лигнина, целлюлозы и hemicellulose как его три основные составляющие. Лигнин является ароматический полимер, из Фенилпропаноиды единиц; с другой стороны целлюлозы и hemicellulose являются полисахариды части лигноцеллюлозных биомассы. Целлюл....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Некоторые химические вещества, используемые в работе представления являются токсичными и канцерогенными. Пожалуйста, используйте все практики безопасности при выполнении синтез ИЛ и обработки биомассы.

1. Подготовка кислой IL

  1. Добавьте 7.625 ммоль 1,3-пропан sultone в 50 мл вокруг нижней колбе и затем закройте колбу с резиновой перегородки.
  2. Медленно добавьте 7.625 ммоль 1-метил в 7.625 ммоль 1,3-propanesultone (10 мин) при 0 ° C, с помощью шприца (1 мл).
  3. После завершения добавления 1-метил и 1,3-propanesultone добавляют 15 мл сухого толуола и рефлюкс смесь для 16 ч при 120 ° C для получения твердых zwitterion.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Точное количество Пентозанполисульфат и лигнина, оправился от биомассы зависит от типа лигноцеллюлозных биомассы. Подобные типы лигноцеллюлозных биомассы, собранных из разных мест могут иметь различные концентрации Пентозанполисульфат и лигнина. Джут биомассы, используемой в этом исследовании содержится 20 wt% Пентозанполисульфат и 14 wt% лигнина.

На рисунке 1 показано сравнение ка.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Пентозанполисульфат присутствует в джута преобразования биомассы в C5, сахар мономеров подтверждается с помощью различных однородных Brønsted кислых катализаторов такие H2т4, HCl и кислой IL. Кроме того каталитические результат кислой IL был по сравнению с ил без кислотности (1-бутил-3-methylimidazolium хлорид). Все реакции были исполнены в автоклаве Парр при 160 ° C в воде. Использование кислотных IL показал высокий Пентозанполисульфат конверсии по сравнению с однородной кислот, используемых в этой.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

У нас есть ничего не разглашать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы хотели бы поблагодарить министерство науки и технологии (большинство) из Тайваня (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) и цель проекта университета Топ на национальном Тайвань Университет (105R7706) для финансовой поддержки. Мы благодарны Всемирному банку для частичного финансирования этой деятельности через подпроект из высшего образования качество улучшение проекта (HEQEP), полное предложение #2071. Эта работа была также частично поддерживается Университет Вуллонгонга AIIM (золото финансирование).

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
1-метилимидазолSigma AldrichM50834
1,3-пропансульфонSigma AldrichP50706Чувствительный к влаге
-нитроанилинSigma Aldrich185310
ТолуолJ. T. Baker9460-03
Серная кислотаHoneywell-Fluka30743Высококоррозионная
соляная кислотаHoneywell-Fluka30719Высококоррозионная
1-бутил-3-метилимидазолия хлоридSigma Aldrich900856Высокогигроскопичная
D(+)-ксилозаAcros Organics141001000
L(+)-арабинозаAcros Organics104981000
УФ-спектрометрJASCOV-670
Parr reactorParr СШАSeriese 4560
Parr Контроллер реактораParr СШАSeriese 4848
Жидкостная хроматография высокого давления (ВЭЖХ)JASCOSeriese LC-2000
Цифровая мешалка с подогревомThermo ScientificSP142020-33Q Cimarec
ПечьThermal ScientificFB1400 Термолинная доменная печь

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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. Eff....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи