姜沁君 阳志高

超声波、微波促进纤维素的水解*

姜沁君 阳志高

以硫酸、柠檬酸为催化剂，利用超声波、微波协同作用促进纤维素的水解。以还原糖产率为指标，探讨超声波处理时间、微波加热时间对纤维素水解反应的影响。实验结果表明，在最优条件下还原糖产率可达27.7%。

纤维素；水解；微波；超声波

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.01.131

1 前言

纤维素是自然界为人类提供的最丰富的多糖生物质资源，合理充分利用纤维素等生物质可以缓解温室效应、能源食物短缺等全球问题[1-4]。纤维素是一种稳定的高分子聚合物，其分子结构中的高度结晶区使得纤维素很难水解。超声波在溶液中引起的空化作用可以促进很多物质的水解，包括部分天然高分子化合物的降解。微波促使介质分子的剧烈震动，能在极短的时间内使反应体系达到所需的温度。将超声波和微波用于高中化学实验教学，可以将一些常规条件下无法进行或者现象不明显的显示实验变得具有可操作性。选择典型无机酸——硫酸和典型有机酸——柠檬酸做催化剂，在超声波、微波辅助下对多糖纤维素进行水解实验，取得比较满意的结果。

2 实验部分

试剂与仪器微晶纤维素、氢氧化钠、3,5-二硝基水杨酸、酒石碳酸钾、苯酚、无水亚硫酸钠、葡萄糖、柠檬酸，DF-101B恒温电磁搅拌器、微波炉、KQ3200DB型数控超声波清洗器、ME203E电子天平。

纤维素水解反应分别往两个100 mL圆底烧瓶中加入10%的硫酸30 mL，20 mL的20%的柠檬酸和10 mL水。先用超声波处理一段时间，然后用微波辐射处理。……