固体酸催化剂(SAC)在过去几年中引起了持续的研究兴趣，因为它们在为各种化学工业建立环境友好的催化过程中起着关键作用。开发具有高-SO3H密度，多孔纳米结构和大比表面积的碳基SAC是非常期望的，但是要求这些催化剂适用于亲水和疏水反应以及其他重要反应是具有挑战性的。然而，到目前为止，开发具有低成本和高效率的多功能SAC仍然是开放的。
发表于研究，从中国科学技术(USTC)大学的余树红教授和梁海威领导的研究小组报道了一种新型的碳基囊，这是高度多孔和天然细菌纤维素制成(BC)就好像他们拥有迈达斯的力量将石头变成金子一样。它们进一步消除了该催化剂的表面化学性质，并讨论了工业中的潜在应用。
为了将BC转化为这种碳基催化剂，研究人员开发了一种具有两个阶段的方法：不完全碳化然后磺化。首先将BC气凝胶在400-800℃在N 2气氛下碳化，然后用浓缩或发烟的H 2 SO 4磺化。
此外，研究人员揭示了纳米纤维SAC的详细表面化学。制备的SAC很好地继承了天然纤维素的三维纳米纤维网络结构，因此具有高比表面积(高达837 m2 g-1)和大孔体积(高达0.92 cm3 g-1);有效的磺化过程赋予纳米纤维SAC丰富的布朗斯台德酸位点，包括-SO3H基团(最高2.42 mmol g-1)以及羟基(-OH)和羧基(-COOH)基团(总酸密度高达3.88 mmol) G-1)。
这些特征导致基于BC的SAC的多功能性。可以加速各种重要反应，包括α-甲基苯乙烯的二聚化(AMS，疏水性酸催化反应)，油酸的酯化(亲水性酸催化反应)和频哪醇重排(酸强度依赖性反应) 。纳米纤维SAC表现出比现有技术的SAC(例如Amberlyst-15，H-丝光沸石和铌酸)更好的性能，并且在一些情况下甚至在类似的反应条件下甚至优于H2SO4。
特别地，更可持续和更便宜的木基纳米原纤化纤维素也可用作制备有效纳米纤维SAC的前体。此外，所开发的方法还可以扩展到其他纳米纤维SAC，例如磷酸化的碳基纳米纤维(BC-CNF)。
在这项工作中证明的将纳米纤维素纤维素转化为SAC的概念将为基于纳米结构生物质的绿色和可持续化学的高效催化剂的进一步发展提供新的视角。
标签：细菌成分
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。