废旧纤维素纤维再利用方法优化

作者：张亚芳; 徐伯俊^*; 刘新金; 苏旭中; 张涵

来源：丝绸, 2018, 55(11): 41-47.

• 纺织品回收利用
• 纤维二糖
• 密度泛函理论
• 亚临界水水解
• 总反应热

纤维素纺织品使用周期缩短,需要对废旧纤维素纺织品回收利用来节约资源、保护环境,亚临界水解法水解纤维素总反应热低。本次在Materials Studio 5. 5下的DMol3中,用密度泛函方法系统对比了真空气氛和亚临界水环境下纤维二糖稳定构型中主要原子构型的差异;探讨整个水解过程中主要化学键的键角、键长的变化情况和每一步的反应热。发现亚临界水环境下纤维二糖分子的水解机理,即经过质子化、单元环的异构化、糖苷键的断裂、水分子与异头碳原子作用以及去质子化,最终生成2个单糖。得到整个水解过程的总反应热仅为-1. 945 kcal/mol,符合实验值≤3. 0 kcal/mol,能量明显降低,其中控速步骤为单元环折叠而发生异构化,其能垒为2. 611 kcal/mol。

• 单位
  江南大学