水解是开发利用木质纤维素生物质资源的关键，传统的纤维素水解方法有：液体酸水 解法、酶水解法和固体酸催化水解法[3]。

1 传统酸水解法

液体酸水解法可分为浓酸水解和稀酸水解，催化剂多为硫酸、盐酸、硝酸等无机酸。 浓酸水解原理主要是先用浓酸对纤维素进行预处理，使其降解生成低聚糖，再将此溶液稀 释加热，经一段时间可将低聚糖分解为葡萄糖[4]。稀酸水解原理是溶液中的氢离子对 β-1,4 糖苷键的氧原子进行质子化，然后水分子进攻 α-C 原子而使 β-1,4 糖苷键发生断裂，从 而使纤维素分解为糖类物质，反应机理如图 2  所示。浓酸水解获得糖的回收率较高，可达到 90% 以上，但是浓酸与设备的接触必然导致对设备的严重腐蚀，而且不易回收、对 环境造成污染[4]，与绿色化学的发展理念相悖[5]。稀酸反应要求温度较高，反应条件剧烈， 影响因素较多，糖产率较低[6]。75433

2 酶水解法

酶水解法作为常见的水解方法之一，其水解过程十分复杂[7]。首先由于 C1 酶作用于 纤维素的结晶区引起纤维素膨胀，形成变性纤维素，再在内切型 β-葡聚糖酶的作用下随机 水解成寡糖、纤维素二糖和葡萄糖，最后在 β-葡萄糖苷酶的催化作用水解生成葡萄糖分子[6]。纤维素酶水解法条件温和，适当调节反应条件可使还原糖产率最大化，符合绿色化学的发展要求。但是在反应过程中条件苛刻，水解率低，成本高的特点使得酶水解法还需进 一步探索。

3 固体酸水解

近年来，利用固体酸来催化纤维素水解仍然是一个研究的热点方向。碳基固体酸是一 种新型的固体酸催化剂，具有不腐蚀设备、易于回收利用、环境友好、稳定性好和活性高 等优点[7]。在酸性条件下纤维素的糖苷键能够有效地被水解转化为葡萄糖。利用固体酸的 酸性,有效的实现了纤维素的水解[8]。固体酸催化水解纤维素的过程可分为 3  步：第 1 步是将其水解为可溶性的葡聚糖；第 2  步是将可溶性的葡聚糖中的糖苷键吸附在固体酸活论文网

性位上；第 3 步是将葡聚糖进一步水解反应生成葡萄糖[9]。