Электрический двойной слой как модель взаимодействия целлюлозы и твердых кислотных катализаторов гидролиза

Твердые кислотные катализаторы гидролиза целлюлозы в водной среде привлекают значительный интерес исследований благодаря простоте их отделения от продуктов реакции. Характер взаимодействия между двумя твердыми фазами является актуальной темой текущих исследований. Один аспект поведения твердых кислот в воде ранее не обсуждался в литературе применительно к гидролизу целлюлозы: электролитическая диссоциация и образование электрических двойных слоев. В данной работе на теоретическом уровне рассматривается роль двойного слоя, создаваемого твердой кислотой при проведении гидролиза целлюлозы. Диффузный слой протонов рассматривается как среда, в которой происходит реакция гидролиза. Протонирование целлюлозы этими протонами придает положительный заряд ее поверхности, и целлюлоза электростатически притягивается к полианиону катализатора. Таким образом, две твердые поверхности остаются близко друг к другу несмотря на броуновское движение; это позволяет объяснить высокую активность твердых катализаторов даже в тех случаях, когда хемосорбция углеводов на катализаторе неблагоприятна.