[发明专利]纤维素仿生催化水解系统及其在纤维素生物质生产液体燃料中的应用

权利要求书

1.一种用于催化水解纤维素和/或半纤维素的仿生催化剂，所述催化剂包括双酸基催化区域、和纤维素结合区域。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，

它具有如分子式1所示的结构：

其中，

M是双酸基催化区域，所述双酸基催化区域为铁、或锌；

L₁，L₂，L₃是纤维素结合区域，所述纤维素结合区域为单配位、双配位、三配位、和/或四配位的配体，它们可以相同，也可以不同；

A、B分别是C、N、S、B、Si、或者P，其中A和B可以相同，也可以不同，且A和B之间是单键或双键；

n代表整数，选自0、1、或2。

3.如权利要求2所述的催化剂，其特征在于，

所述单配位配体选自：以N、O、S、P、卤素、C、Si、B等为配位原子、或者以双键、三键、芳香环等为作为含一个配体点的物质，优选CO、Cp^-、有机磷配体、卤离子(Cl^-、Br^-、I^-)、PF₆^-、BF₄^-、马来酸(maleic acid)、衣康酸(itaconic acid)、富马酸(fumaric acid)或其组合；

所述双配位配体选自：N-N配体、N-P配体、P-O配体、P-P配体、O-N配体、O-S配体、S-N配体、O-O配体、P-S配体、S-S配体、以及其它以N、O、S、P、C、B、Si、为配位原子的含任何两个配体点的物质，优选

所述三配位配体选自：N-N-N配体、N-P-N配体、P-N-N配体、P-P-N配体、P-N-P配体、O-N-N配体、S-N-N配体、O-N-O配体、P-N-S配体、P-P-P配体、S-S-S配体、O-O-O配体、其它N、O、S、P、C、B、Si、为配位原子的含任何三个配体点的物质，优选三氮的三联吡啶(terpyridine)、使用氮和氧的麦芽酚(maltol)或其组合。

4.一种水解纤维素生物质的方法，所述纤维素生物质含有纤维素、半纤维素和/或木质素，该方法包括如下步骤：

(a)提供仿生催化剂和纤维素生物质的混合物，

(b)将步骤(a)的混合物进行水解，得到含有单糖的水解物；

(c)所述步骤(b)的水解物进行发酵、降解或液化，得到液体燃料，所述液体燃料包括乙醇、汽油、芳香化合物或其组合。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)在热力场中进行。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纤维素生物质为经过预处理的纤维素生物质，所述预处理采用强酸或强碱高温高压法、强酸或强碱爆裂法、氨爆裂法、常温常压化学物理场法或其组合；

优选地，所述常温常压化学物理场法的物理场是超声波、微波、磁力或其组合；

优选地，所述常温常压化学物理场法中的化学试剂为可以通过蒸馏而易于回收再用的物质，更优选氨水、浓磷酸。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述常温常压化学物理场法中的化学试剂是浓磷酸时，预处理包括以下步骤：

将纤维素生物质和浓磷酸的混合物至于物理场内进行处理，得到预处理的纤维素生物质；

所述预处理的纤维素生物质进行分离，得到纤维素和回收的磷酸和有机溶剂。