黎鹏飞 薛俊程 董翠华 庞志强

摘要：本文综述了固体酸催化水解纤维素的最新研究进展。基于固体酸的酸性位点和孔隙结构，研磨预处理和均匀水解可以作为提高固体酸水解纤维素效率的方法，分析了纤维素与固体酸之间的相互作用，对固体酸水解纤维素的发展前景进行了展望。

关键词：固体酸;催化剂;纤维素;水解

中图分类号：TQ352.78   文献标识码：A    DOI：10.11980/j. issn.0254-508X.2021.12.013

Research Progress on Properties and Influence Factors of Solid Acids with High Catalytic Activity on Cellulose Hydrolysis

LI Pengfei1   XUE Juncheng1   DONG Cuihua1，2   PANG Zhiqiang1，*

（1. State Key Lab ofBio-based Material and Green Papermaking，Qilu University of Technology （Shandong Academy of Sciences），Jinan， Shandong Province，250353;2. School ofLight Industry Science and Engineering，Qilu University of Technology（Shandong Academy of Sciences），Jinan，Shandong Province，250353）

（*E-mail ：zhiqiang8505@126. com）

Abstract ：The latest research advances on catalytic hydrolysis of cellulose using solid acid were reviewed in this paper . Based on the acidic site and pore structure of solid acids，the cellulose hydrolysis effiency could be improved by the abrasive pre-treatment and uniform hydroly? sis. The interactions between cellulose and solid acids were analyzed，and the prospects of cellulose hydrolysis using solid acids were dis ? cussed.

Key words ：solid acids;catalyst;cellulose;hydrolysis

随着社会发展，化石能源短缺问题日益突出，基于可再生木质纤维素的燃料和生物化学品的发展有望减少人类对传统化石资源的依赖和温室气体的排放，并提高能源安全[1]。木质纤维中的纤维素可水解为葡萄糖，进一步转化为有价值的下游化学品（如糠醛、5-羟甲基糠醛、乙酰丙酸）和可再生生物燃料（如生物乙醇、生物丁醇和碳氢化合物）[2]。

纤维素通过酸或酶（纤维素酶）的催化水解作用裂解糖单元之间的β-1，4糖苷键以生产葡萄糖[3-4]。然而，纤维素的晶体结构和纤维素分子间致密的氢键网络（如图1所示）使之不溶于水和大多数有机溶剂，化学反应性差[5]。此外，纤维素被半纤维素和木质素包裹在木质纤维中，进一步降低了反应可及性。因此，通过经济有效地方法水解木质纤维素中的纤维素以生产葡萄糖是具有挑战性的，也是基于糖平台的生物精炼的工业化技术瓶颈[6]。

酶（纤维素酶）和均相Br?nsted酸（如硫酸和盐酸）是水解纤维素最常用的催化剂[7]。然而，纤维素酶生产成本高且难回收，且酶水解需要进行高能耗和高成本的预处理以消除其结构顽固性[1];硫酸和盐酸虽然成本较低，但存在不良降解、糖酸分离、设备腐蚀、酸回收和废水处理困难等问题。……