آبکافت سلولوز با نانوکاتالیزگر مغناطیسی مایع یونی پلیمری بر پایه پلی (وینیل ایمیدازولیوم سولفونیک اسید)

سلولوز فراوان ترین منبع تولید زیست توده است و می تواند جایگزین سوخت های فسیلی شود. راه حل کلی استفاده از سلولوز، تبدیل آن به گلوکوز و سپس تولید اتانول از آن است. روش آبکافت گرمایی به وسیله کاتالیزگرهای اسیدی جامد راه حل مناسبی برای آبکافت سلولوز است. در کار پژوهشی حاضر، کاتالیزگر اسیدی مغناطیسی بر پایه پلیمر مایع یونی با موفقیت تهیه شد. این کاتالیزگر از پلیمرشدن وینیل ایمیدازولیوم سولفونیک اسید در مجاورت نانوذره مغناطیسی اصلاح شده تهیه شد. از آنجا که بستر کاتالیزگر از خود مونومرها تهیه شد، کاتالیزگر در مقایسه با سایر کاتالیزگرهای اسیدی ناهمگن مقدار بارگذاری زیادی نشان داد. کاتالیزگر حاصل با روش های طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه، گرماوزن سنجی، مغناطیس سنجی، طیف سنجی پراش پرتو X، دستگاه جذب اتمی و میکروسکوپی الکترونی عبوری شناسایی شد. طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه نشان داد، پلیمر یونی به خوبی روی سطح نانوذرات تثبیت شده است. نتایج آزمون گرمایی نیز نشان داد، مقدار بارگذاری پلیمر روی سطح بسیار زیاد است و کاتالیزگر پایداری گرمایی زیادی دارد. کاتالیزگر یونی حاصل نشان داد، در فرایند آبکافت سلولوز بسیار موثر است و بهره زیادی از گلوکوز را به دست می دهد. کاتالیزگر اسیدی تهیه شده با سایر کاتالیزورهای تجاری و معدنی مقایسه شد و نتایج گزینش پذیری بیشتر کاتالیزگر سنتزشده را تایید کرد. همچنین کاتالیزگر به وسیله جداسازی با آهن ربا بازیابی شد و مجددا در واکنش استفاده شد. تمام نتایج نشان داد، کاتالیزگر تهیه شده در مقایسه با سایر کاتالیزگرهای گزارش شده بهتر عمل کرده و به مقدار کمتری از کاتالیزگر برای انجام واکنش نیاز است. همه این نتایج نشان داد، کاتالیزگر و فرایند ارائه شده قابلیت استفاده در مقیاس زیاد را دارند.

کلیدواژه ها:

پلیمر مایع یونی ، نانوذره مغناطیسی ، کاتالیزگر ، آبکافت سلولوز