Conversion of plant biomass to value-added chemicals by activated carbon catalysts

通过活性炭催化剂将植物生物质转化为增值化学品

• 批准号: 23760734
• 负责人: KOBAYASHI Hirokazu
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760734/
• 关键词: バイオマス; セルロース; 炭素触媒; 加水分解; 酸触媒; グルコース; 炭素; 固体触媒; 酸化; 触媒

Conversion of cellulose to glucose is a grand challenge in biorefineries. In this work, the catalysis of activated carbons was studied for the efficient hydrolysis of cellulose.The hydrolysis of cellulose using various carbons and several physicochemical methods has indicated that the activity correlates with the amount of oxygenated functional groups on carbons. A pretreatment that improves the contact between catalyst and cellulose was developed, and an 88% yield of glucose was achieved under the optimized conditions.A mechanistic study has shown that a carbon adsorbs cellulose by their hydrophobic functionalities, followed by the formation of hydrogen bondings between oxygenated groups such as phenols and carboxylic acids on carbons and hydroxyl groups of cellulose. Then, a carboxylic acid attacks a glycosidic bond to form two sugar molecules.

将纤维素转化为葡萄糖是生物精炼厂面临的巨大挑战。在这项工作中，研究了活性炭的催化作用，以实现纤维素的有效水解。使用各种碳和几种物理化学方法进行的纤维素水解表明，活性与碳上含氧官能团的数量相关。开发了一种改善催化剂和纤维素之间接触的预处理方法，并在优化条件下实现了 88% 的葡萄糖产率。机理研究表明，碳通过其疏水性功能吸附纤维素，然后在纤维素之间形成氢键。纤维素的碳和羟基上的含氧基团，例如酚和羧酸。然后，羧酸攻击糖苷键形成两个糖分子。

项目成果

Hydrolysis of Cellulose by Carbon and Ruthenium Catalysts

碳和钌催化剂催化纤维素水解

• 发表时间: 2012
• 作者: Hirokazu Kobayashi

固体触媒によるセルロースの選択的解重合と生成物利用

使用固体催化剂的纤维素选择性解聚及产物利用

• 发表时间: 2012
• 作者: 小林広和

炭素触媒によるセルロース加水分解反応と表面キャラクタリゼーション

碳催化纤维素水解反应及表面表征

• 发表时间: 2011
• 作者: 藪下瑞帆・駒野谷将・小林広和・原賢二・福岡淳

Synthesis of Sugar Compounds from Cellulose over Heterogeneous Catalysts

多相催化剂上纤维素合成糖化合物

• 作者: Hirokazu Kobayashi; Atsushi Fukuoka
• 通讯作者: Atsushi Fukuoka

固体触媒によるセルロースの選択的解重合と生成物利用

使用固体催化剂的纤维素选择性解聚及产物利用

• 作者: 小林広和