Study on hemicelllulose degradation in Quercus mongolica by separable solid acid catalyst

본 연구에서는 분리 가능한 고체 산촉매를 합성하여 신갈나무(Quercus mongolica)의 헤미셀룰로오스를 분해하였다. 양이온 교환수지인 polystyrene sulfonate를 합성한 뒤 Fe₃O₄를 삽입하여 분리가능한 촉매인 magnetic polystyrene sulfonate (MPSU)를 합성하였다. MPSU의 X-ray diffraction pattern 분석 결과 Fe₃O₄의 도입에 따라 Fe₃O₄와 유사한 결정영역 peak가 나타났으며 이는 투과전자현미경에 의해 뒷받침되었다. FT-IR 분석 결과 MPSU에는 polystyrene sulfonate와 마찬가지로 sulfonic group의 도입에 의한 1006, 1127 ㎝SUP-1/SUP 영역에서 peak가 나타났으며, thermogravimetric analysis 분석 결과 MPSU는 약 200℃부터 분해가 시작되어 500℃가 넘어가면 약 70% 가량 분해되는 것을 관찰했다. MPSU의 경우 170℃, 3시간 반응조건에서 원시료 내에 존재하고 있던 XMG 중 26%가 분해되어 액상 가수분해물에 단당류로 유리되었다. 반면 Fe₃O₄를도입하지 않았던 polystyrene sulfonate의 경우 140℃, 3시간 반응조건에서 전체 XMG 중 72%가 액상 내 단당류로 유리되었다.