Novel Phosphorus-Doped Magnetic and Deactivation-Resistant Solid Catalysts for Nonenzymatic Sugar Production from Biomass Hemicellulose
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide The development of a cost-effective process for biomass conversion into sugar platforms is a cornerstone of sustainable biorefining. Here, we report a Lewis acid-controlled catalytic strategy for nonenzymatic sugar production from hemicellulose in biomass using a highly active, magnetically separable core–shell catalyst. The catalyst comprises a Fe 3 O 4 magnetic core, an acid-resistant silica interlayer, and a phosphorus (P)-doped porous carbon shell. Under mild hydrothermal conditions, the optimized catalyst (MC 600 P 1.2 ) achieved a xylose yield of 86.9% from xylan (100 °C for 2 h) and 60.3–91.0% from diverse biomass feedstocks (corncob, corn stover, poplar, and bamboo, 160 °C for 2 h), outperforming previously reported systems. Such remarkable catalytic activity is attributed to the unique structural design of the catalyst. The silica interlayer acts as a protective shield of Fe 3 O 4 core and bonds with the carbon layer to form a silica–carbon shell that provides an ideal scaffold. Meanwhile, P doping introduces defects and hydrogen bonds, enhancing the active site accessibility. The formation of thermally stable PO x species (C–P–O, C 3 –P═O, and C–O–P) on the carbon support acts as Lewis acid sites. C–P–O efficiently activates H 2 O to produce H + for glycosidic bond cleavage and suppresses xylose degradation, ensuring a high yield. These features result in high catalytic stability and reusability, maintaining high xylose yields after three consecutive cycles. This work provides new research avenues to produce nonenzymatic sugar based on active, deactivation-resistant, and easily recoverable heterogeneous catalysts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».