温度对水解速率的影响特别大，温度每升高 10℃，水解速率就会提高 0。5-1 倍。但在高温下 还原糖易进一步降解成小分子产物，所以在较高温度下水解时，反应时间不宜过长，反之则 可适当地增加反应时间。在其他条件一定的情况下，酸浓度增加一倍，水解时间理论上可缩 短 1/3-1/2，但随着酸浓度的升高，酸成本也会提高，同时增加了对设备的腐蚀，需要更多的 设备支出，不利于大规模的工业化生产。

稀酸水解法的研究以往主要集中在盐酸和硫酸等无机酸领域。但盐酸和硫酸各有优缺点， 比如盐酸的水解效率强于硫酸，但其废液的处理却比硫酸困难，同时价格更贵腐蚀性也更大。 也有研究者尝试对用其他酸水解纤维素进行了研究，比如磷酸、硝酸以及马来酸等，并取得 了初步的成果。值得一提的是，虽然目前对以乙酸、草酸等有机酸为催化剂水解纤维素的研 究较少，但是生成的水解产物在有机酸中的降解速率明显比无机酸低，它们对产物的进一步 水解有抑制作用所以产物的转化率要高于无机酸。而且利用生物质裂解技术可以生成有机酸， 如果能把他们作为催化剂，就可以实现生物质的综合利用，而不需要增加其他药剂的支出， 这样一来生产成本将大大降低。相信有机酸催化纤维素水解的研究会成为一个热点

稀酸水解的优缺点及改进

与浓酸催化纤维素水解相比，稀酸水解通常需要较高的反应温度和压力，反应时间也由 几分钟延长到几个小时。利用稀酸催化纤维素水解虽然能得到和浓酸水解相当的转化率，但 稀酸水解具有较低葡萄糖选择性。虽然程度比浓酸水解低，但稀酸水解同样存在着对设备的 腐蚀现象和酸液难以有效回收处理等问题。但还是有大量的科学工作者在不断地对稀酸水解 做着探索和改进。比如 2010 年 Binder 等人在离子液体中对纤维素进行稀酸水解，他们将 1- 乙基-3-甲基咪唑氯 922 盐(［EMIM］Cl)加入 20%的盐酸溶液中，并在反应过程中不断地向溶 液中加水稀释。反应在 378K 的温度下进行了 4 个小时，最后得到 90%以上的纤维素的转化 率以及 89%的葡萄糖的产率[24]。稀酸水解法的工艺简单、反应周期短、成本低、可控性强而 且污染少，目前已经实现了大规模的工业化生产[25]。

碱性水解

纤维素在热碱液中一般会发生三种反应，分别为碱性水解，剥皮反应和终止反应。碱性 水解和剥皮反应是纤维素在碱法蒸煮时发生的降解反应，当温度升到 100℃时先开始剥皮反 应，当温度继续升到 150℃时才会发生碱性水解，温度越高这两种反应就越剧烈。

碱性水解的原理在碱性溶液中，剥皮反应在很温和的条件下就能发生。剥皮反应的原理是一种聚糖末端 降解作用。简单地说，它是由各种聚糖的醛末端基幵始的，而醛末端基也同时发生了终止反 应，称之为聚糖末端基稳定反应。由于终止反应的反应速度比剥皮反应慢，所以一般在终止 反应结束前，单根纤维素分子链上要损失 60 个左右的葡萄糖单元，反应结束时纤维素末端基 会转变成偏变糖酸基。下面我们详细介绍一下剥皮反应的进行过程：首先必须从醛末端基开 始，醛基转变为酮基，再进一步进行烯醇—酮互换。烯醇基β-烷氧基消除反应是剥皮反应的 关键性的一步。这时具有还原性末端基的葡萄糖基会逐个剥下来，然后经过转化、重排等过 程形成异变糖酸，并以其盐的状态存在碱液中。因此我们如果能在烯醇基的β-烷氧基消除反 应进行之前就转移烯醇基位置，那么β-烷氧基消除反应就不会发生，转而进行的是终止反应， 其结果是形成具有α-和β-偏变糖酸末端基的纤维素。这种纤维素没有发生剥皮反应所必需的 β-烷氧基羰基结构，所以无法继续上述的剥皮反应。在制纸浆的后期，过分延长蒸煮时间会 使大量纸浆发生剥皮反应，造成纸浆的率下降的结果，所以我们要合适的控制蒸煮时间。 纤维素水解研究现状(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_88534.html