2.1 固体酸水解纤维素制备葡萄糖
纤维素是一种由右旋脱水葡萄糖缩合而成的葡聚糖，各单元间以β-1,4-葡萄糖苷键结合，纤维分子间通过氢键从侧面连接，形成整齐有序、平行排列的植物纤维。纤维素不溶于水，但借助酸或碱可以打断其中的β-1,4-糖苷键生成葡萄糖，即纤维素的水解，从而实现纤维素的利用。有研究[29]以经水解后的玉米芯作为原料制备了碳基固体酸，并在微波辅助的条件下对玉米芯本身进行催化水解，得到34.6%的葡萄糖产率。Qi[53]制备了只含有弱酸性-COOH和酚性-OH的碳基材料，将其应用于水相反应体系中降解纤维素，结果表明在200℃水溶液中反应60 min，BC-600催化剂能促进纤维素水解，葡萄糖收率为85.6%，即使经过三次循环使用，葡萄糖收率仍达到84.6%，这充分表明该催化剂在反应体系中的稳定性和可回收性。Li和Pan[54]合成了一种新型的模拟纤维素酶的固体催化剂——磺化氯甲基聚苯乙烯树脂（Cl-SO3H），其中包含纤维素结合位点（-Cl）和催化位点（-SO3H），将其应用于水解纤维素中，在100-120℃下催化水解2 h即可将纤维二糖完全水解，120℃、10 h之内便可将绝大多数微晶纤维素水解为葡萄糖，葡萄糖产率高达93%。另有研究[49]发现，氧化石墨烯也可以作为一种高效的固体酸催化纤维素水解生成葡萄糖，在150℃的条件下反应24 h，58.6%的纤维素被水解，葡萄糖的产量可达49.9%，该结果明显优于常见的磺化碳基固体酸。
