随着化石能源的枯竭及环境问题的突显,利用生物质作为替代能源变得至关重要。纤维素是生物质的主要成分,其水解产物在能源与化工方面具有广泛的用途。目前水解纤维素常用的方法有:生物酶法、均相酸法、离子液体法和固体酸法,其中离子液体是一类新兴的溶剂,在纤维素水解方面具有巨大的潜力。固体酸在水解纤维素过程中,有着便于分离和重复使用的特点,且固体酸制备简单。本文以生活生产中常见的生物质为原材料,通过高温炭化,浓硫酸磺化制备固体酸,吸附离子液体作为催化剂用于纤维素水解。实验系统考察了反应时间、反应温度等条件对还原糖得率的影响。具体工作如下:(1)竹炭基固体酸负载离子液体水解纤维素。实验采用竹子为原料,通过不同温度高温热解后,用98%浓硫酸磺化得到的固体酸,固体酸通过吸附离子液体[BMIM]Cl得到催化剂BBn-S-IL。催化剂表面磺酸根的含量与生物质炭化温度有关,BB3-S-IL中-S03H含量为0.536mmol·g-1,温度越高磺酸根含量越低。然而固体酸负载[BMIM]Cl的能力与炭化温度呈正相关关系,炭化程度愈高,吸附能力愈强。文章还考察了加热方式、反应时间和反应温度等对纤维素水解的影响,实验结果表明,水热加热条件下,反应温度150℃,反应时间24h时,BB7-S-IL水解纤维素所得总TRS得率达到22.64%,较BB-S提高了 18%,且催化剂具有良好的重复使用性能。(2)实验选择常见的农林废弃物玉米秸秆、花生壳和核桃壳为原料,经过700℃高温炭化后,利用浓硫酸150℃磺化13h,得到固体磺酸CB-S、PB-S和WB-S,通过吸附反应负载[BMIM]Cl制备催化剂CB-S-IL、PB-S-IL和WB-S-IL。对比了负载[BMIM]Cl前后催化剂的水解效果,并系统考察了反应时间和反应温度对纤维素水解效果的影响。实验结果表明,生物质材质对炭化磺化效果有一定的影响,炭化所得PB具有丰富的孔结构,磺化后-S03H含量较高。PB-S-IL在反应温度150℃、反应时间24h时,还原糖得率为24.83%,与PB-S相比有明显的提高,且具有良好的循环稳定性。