ارائه‌ی کاتالیست جدیدی برای هیدورلیز سلولز

پژوهشگران چینی کاتالیست اسیدی مغناطیسی جامدی ساخته‌اند که می‌تواند در تبدیل سلولز به مواد مفید نظیر شکر، برای استفاده به‌عنوان سوخت، به کار گرفته شود. این کاتالیست، نسبت به نمونه‌های دیگر، پایداری بالایی داشته و راحت‌تر از مواد واکنش‌دهنده جدا می‌شود.

طبق نظر محققان، این کاتالیست بهتر از دیگر کاتالیست‌ها می‌تواند عمل کند، زیرا پایداری گرمابی خوبی از خود نشان می‌دهد و قابل بازیافت نیز است. عمل بازیافت با اعمال میدان مغناطیسی و فشار نانوذرات مغناطیسی برای بیرون راندن مواد اسیدی از بستر کاتالیست انجام می‌شود.
با توجه به تغییرات آب و هوایی در جهان و تحقیقات گسترده برای یافتن جایگزینی مناسب برای سوخت‌ها فسیلی، علاقه‌ی پژوهشگران به استفاده از زیست‌توده‌ها به‌عنوان منبع تجدید‌پذیر سوختی افزایش یافته‌است. مهم‌ترین زیست‌توده، سلولز است. سلولز، پلیمری است که از واحدهای گلوکز تشکیل شده که با پیوندهای بتا-۱و۴-گلیکوسیدی به هم متصل شده و هر زنجیره از طریق پیوندهای هیدروژنی با هم پیوند شده‌اند. این ساختار موجب شده که شکستن این ترکیب دشوار گردد. آنزیم‌ها و کاتالیست‌های اسیدی برای انجام این کار لازم است. مشکل پیش رو، جدا کردن کاتالیست از باقی‌مانده‌ی مواد شرکت‌کننده در واکنش است که فرایندی زمان‌بر و پرهزینه است.
برای حل این مشکل یو فو و همکارانش، از دانشگاه علم و فناوری چین، پاسخی یافته‌اند؛ پیش از این محققان نشان داده بودند که مواد سیلیکای نانوحفره‌ای دارای گروه‌های عاملی اسیدسولفونیک، می‌تواند به‌عنوان کاتالیست اسیدی عمل کند. آنها کاتالیست جدید اسید سولفونیک را در حضور نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 ، پلیمرهای سه‌بخشی و پروکسید هیدروژن طراحی و تولید کردند.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از این کاتالیست جدید توانستند با مصرف انرژی کمتر، کاتالیست را جدا و محلول گلوکز را تغلیظ کنند. برای تست این کاتالیست، محققان هیدروکربن‌های مختلف نظیر نشاسته، سلولز، سلوبیوز و لیگنوسلوبیوز تحت شرایط مختلف هیدرولز کرده و دریافتند که پیوند ۱و۴-گلیکوسید تا بهره ۹۶ درصد تبدیل به سلوبیوز می‌شود. سلوبیوز، دی ساکاریدی است که از دو مولکول گلوکز تشکیل شده‌است. این کاتالیست سلولز آمورف را با بهره‌ی ۵۰ درصدی تبدیل به محصول می‌کند. مهم‌ترین نکته‌ی موجود، این است که کاتالیست می‌تواند بدون غیر فعال شدن قابل استفاده مجدد باشد.
توسعه‌ی کاتالیست‌های ناهمگن برای هیدرولیز سلولز به‌عنوان هدفی برای دانشمندان محسوب می‌شود که این پروژه به‌دلیل ارائه‌ی کاتالیستی پایدار با قابلیت جدا شدن سریع و راحت، گامی به‌سوی تحقق این هدف است. چالشی که اکنون وجود دارد این است که بهره‌ی‌‌ تولید گلوکز با استفاده از این کاتالیست پایین است.