Cellulase (Cellulase enzyme) CAS: 9012-54-8

Nghiên cứu này trình bày việc phát triển một chất xúc tác sinh học nano từ tính lưỡng chức năng mới, có tên là MNA-CSP-Ru-Cel, dùng cho quá trình chuyển hóa nối tiếp (cascade) bền vững carboxymethyl cellulose (CMC) thành D-sorbitol trong một bình phản ứng duy nhất (one-pot). Chất xúc tác này được tạo thành từ các cụm hạt nano magnetite (MNA) được biến tính bề mặt bằng một lớp chitosan (CS) liên kết ngang với tripolyphosphate (TPP) (ký hiệu là CSP) để đóng vai trò làm giá đỡ. Hệ xúc tác bao gồm hai thành phần hoạt tính: enzyme cellulase (Cel, 5% khối lượng) để thủy phân CMC thành D-glucose, và các hạt nano ruthenium siêu nhỏ (Ru NPs, 3% khối lượng, kích thước ~0,7 nm) để hydro hóa D-glucose thành D-sorbitol dưới áp suất H₂ (4 MPa). Các điều kiện phản ứng tối ưu (70 °C, pH 7, 10 giờ) đã mang lại hiệu suất thu hồi D-sorbitol đạt 83,2%, vượt trội đáng kể so với các loại chất xúc tác lưỡng chức năng axit-kim loại đã được công bố trước đây. Chất xúc tác thể hiện khả năng thu hồi bằng từ tính tốt, độ chọn lọc cao (lên tới 98,8% ở thời gian phản ứng ngắn hơn) và độ ổn định đáng kể qua năm chu kỳ tái sử dụng với lượng Ru bị rò rỉ không đáng kể, qua đó khẳng định tiềm năng của nó trong việc chuyển đổi sinh khối theo hướng xanh và gia tăng giá trị.