本报讯 由于具有安全、绿色、腐蚀性小、易于回收等诸多优点,固体酸催化剂(SACs)逐渐取代传统液体酸催化剂,在各类化工生产中发挥着重要作用,成为酸催化领域的重要研究方向,受到研究人员的广泛关注。开发出具有高SO3H位点、多孔纳米结构和高比表面积的碳基材料,来同时保证其既适用于亲水和疏水反应,也适用于其他重要反应的新型SACs显得十分迫切,同时也是一个巨大挑战。
近日,我校俞书宏教授和梁海伟教授研究团队发展了一种简单有效的宏量制备方法,研制了基于价廉的细菌纤维素的一类新型纳米纤维固体酸催化剂材料,探究了此类纳米纤维固体酸催化剂在几种重要化学工业催化反应中的应用前景,相关研究结果发表在《研究》上。这种新型固体酸催化剂可通过不完全碳化和磺化天然纳米纤维素来制备。由于该制备工艺简单、成本低廉,因此易于推广使用。更为重要的是,制备的SACs保留了天然纤维前驱物的三维纳米纤维网络结构,具有较高的比表面积和大孔容。此外,高效的磺化工艺使该纳米纤维具有丰富的Brönsted酸位点,包括-SO3H基团以及羟基和羧基基团。
该研究表明,今后有望利用廉价生物质细菌纤维素来制备高效纳米纤维固体酸催化剂。这种新型纳米纤维SACs因其制备工艺简单、原料低廉易得,可以实现规模化生产,有望在化工领域推广使用。此外,该方法体系可以拓展到价格更加低廉的木材基纳米纤维来制备高效的新型SACs,同时也可推广到其他SACs体系,如磷酸化SACs等。因此,为进一步开发基于纳米结构生物质材料的绿色、可持续、高效的催化剂提供了新的思路。 (微宗)