KR100887563B1 - 고체 산 촉매에 의한 셀룰로오스의 가수분해 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온성 액체를 이용하여 처리된 셀룰로오스를 고체 산 촉매에 의하여 가수분해하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 바이오매스의 구성성분인 셀룰로오스가 가지는 강한 수소결합을 이온성 액체 전처리에 의하여 분해되기 쉬운 형태로 전환시킨 후 고체 산 촉매인 제올라이트에 의하여 가수분해시켜 글루코오스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

바이오매스, 셀룰로오스, 이온성 액체, 전처리, 고체 산 촉매, 제올라이트, 가수분해, 글루코오스, 셀로비오스

Description

고체 산 촉매에 의한 셀룰로오스의 가수분해 방법{Method for Hydrolyzing Cellulose Using a Solid Acid-Catalyst}

본 발명은 셀룰로오스를 가수분해하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 가수분해가 어려운 셀룰로오스를 고체 산 촉매를 이용하여 가수분해하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 셀룰로오스를 이온성 액체로 전처리한 후 고체 산 촉매로 가수분해시키는 방법에 관한 것이다.

바이오매스(biomass)는 광합성에 의하여 생성되는 녹말(starch), 셀룰로오스 (cellulose) 등의 다양한 식물 성분들로, 에너지, 연료, 화학물질 등을 생산할 수 있는 재생 가능한 천연 자원이다. 이 중 녹말은 α-1,4-글리코시딕 결합을 갖는 D-글루코오스의 집합체로서 물에 잘 용해되어 활용이 편리하나, 연료 및 화학물질보다는 음식물로 활용이 일반적이다.

한편, 천연 자원에서 연료와 화학물질을 제조하기 위하여 셀룰로오스로부터의 알코올 생성이 고려되고 있다. 자연계에서 전체 식물의 약 40%를 차지하는 가장 풍부한 자원인 셀룰로오스는 녹말과는 달리 β-1,4-글리코시딕 결합으로 구성되어 있어 나선형 고분자 간의 강한 수소결합으로 이루어진 결정형 구조(crystalline phase)이다. 이 특성에 의하여 셀룰로오스는 대부분의 유기 용매나 물에 전혀 용해되지 않으며 알코올을 생산하는 주요 과정 중의 하나인 글루코오스로 전환(당화)되기 어렵다.

지금까지 셀룰로오스 가수분해는 주로 액체 산이나 효소를 촉매로 사용하였다. 액체 산을 촉매로 사용하는 경우 가수분해 반응의 주생성물인 글루코오스 이외에도 HMF (hydroxymethyl furfural), 레불린산(levulinic acid), 포름산(formic acid) 등과 같은 2차 생성물들이 유도되는 특징을 가지며, 액체 산에 의하여 비롯되는 환경적인 문제와 연속식 공정이 불가능한 문제를 가진다. 또한 효소를 사용하여 셀룰로오스 가수분해 반응을 수행하는 경우, 셀룰로오스의 비수용성 때문에 반응속도가 낮은 단점이 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 결정형 구조의 셀룰로오스를 가수분해가 쉬운 비결정형 구조로 전환하는 전처리 과정의 도입이 필요하며, 환경 친화적이면서도 반응 속도가 빠른 연속식 가수분해 공정의 개발이 필요한 실정이다.

결정형 구조의 셀룰로오스를 비결정형 구조로 전환하는 전처리와 관련하여, 하이드로펄핑(hydropulping)이나 조사(irradiation)를 이용한 셀룰로오스 전처리를 통해 강한 수소결합으로 형성되어 있는 결정형 구조를 보다 덜 질서정연하게 배열된 비결정형 구조로 전환시킨 후, 황산을 산성 촉매로 사용함으로써 셀룰로오스를 가수분해하여 글루코오스를 생산하는 것이 보고되었다. 그러나 비용이 많이 드는 조사를 이용하는 점, 연속식 생산 공정에 적합하지 않다는 점, 환경에 유해하고 재사용이 불가능한 황산 용액을 이용한다는 점 등에서 개선의 여지를 가지고 있다.

한편, 어떤 전처리 과정도 거치지 않은 본래의 결정형 구조를 가진 셀룰로오스를 수용액상에서 셀룰로이틱 효소 복합체(celluloytic enzyme complex)로 분해하는 방법 또한 보고되었다. 이 방법은 당과 글루코오스의 수율 및 생성 속도를 증가시킬 수 있었으며, 수용성의 생성물로부터 효소를 분리하기 위한 과정을 필요로 하지 않았다. 그러나 촉매로서 효소를 이용했기 때문에 생성물을 얻기까지 오랜 시간이 걸리며 생성물에서 글루코오스의 비율이 적은 단점이 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 셀룰로오스 가수분해를 통한 글루코오스 생산을 위한 종래 방법은 개선의 여지가 있다.

이에 본 발명자들은 먼저 셀룰로오스의 기본 구조 단위인 셀로비오스를 고체 산 촉매에 의하여 가수분해시킬 수 있는 가능성을 알아보고자 연구 노력하였다. 이후 검증된 고체 산 촉매에 의하여 셀룰로오스를 효과적으로 가수분해시키는 방법을 찾고자 연구 노력 하였고 그 결과 이온성 액체를 이용하여 셀룰로오스를 전처리하였을 때 수소결합의 결합력을 약화시킬 수 있었으며 이렇게 처리된 셀룰로오스를 다양한 반응조건에서 고체 산 촉매에 의하여 가수분해를 시켜 글루코오스를 생성시킬 수 있다는 사실을 알게 됨으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 일실시예는 환경 친화적인 동시에 부생성물을 억제할 수 있는 셀룰로오스 가수분해 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예는, 연속식 공정이 가능한 셀룰로오스 가수분해 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예는, 글루코오스 생산 속도가 빠르면서 수율이 높은 셀룰로오스 가수분해 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법은, 셀룰로오스를 글루코오스로 가수분해하는 방법으로서, 셀룰로오스에 고체 산 촉매를 가하여 셀룰로오스를 가수분해시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 셀로비오스 가수분해 방법은, 셀로비오스를 글루코오스로 가수분해하는 방법으로서, 셀로비오스에 고체 산 촉매를 가하여 셀로비오스를 가수분해시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법은, 셀룰로오스에 이온성 액체를 가하여 셀룰로오스를 전처리 하는 제1단계; 및 상기 전처리된 셀룰로오스에 고체 산 촉매를 가하여 셀룰로오스를 가수분해시키는 제2단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법 또는 셀로비오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 고체 산 촉매는 제올라이트인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법 또는 셀로비오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 제올라이트는, 8개의 산소원자로 구성된 고리, 10개의 산소원자로 구성된 고리, 12개의 산소원자로 구성된 고리, 또는 상기 고리들이 혼재된 혼성고리로 구성된 세공 입구를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법 또는 셀로비오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 제올라이트는 ZSM-5, 제올라이트 Y, 제올라이트 베타, 모데나이트 및 페리어라이트로 구성된 군으로부터 선택된 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법 또는 셀로비오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 제올라이트는 실리카/알루미나의 몰비가 10 내지 200인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법 또는 셀로비오스 가수 분해 방법에 있어서, 상기 제올라이트는 암모늄 이온이 치환된 제올라이트를 활성화시켜 수소 이온이 치환된 제올라이트로 변형된 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 이온성 액체는, 다른 환 구조와 융합되지 않은 단일 5원 환을 함유하는 양이온, 및 음이온으로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 이온성 액체는 이미다졸륨 양이온, 및 할로겐 또는 슈도할로겐 음이온으로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 이온성 액체는 용융된 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 제1단계를 수행한 후 24시간 이내에 제2단계를 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 가수분해의 반응 온도는 150 내지 170℃인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 가수분해의 반응 시간은 1 내지 12시간인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법에 있어서, 상기 제1단계에 따라 전처리된 셀룰로오스를 세척하는 과정 없이 바로 제2단계를 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법을 이용하면, 액체 산을 촉매로 사용한 가수분해 반응에 비하여 환경 친화적인 동시에 부생성물의 억제와 연속식 공정이 가능해지고, 효소를 촉매로 사용한 가수분해 반응에 비하여 글루코오스 생산 속도가 빠르다는 장점이 있다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

제올라이트는 일반적으로 알칼리성 실리카-알루미나 혼합물의 수열반응으로부터 합성되며 다양한 흡착제 및 촉매로 활용되고 있다. 특히, 1) 마이크로세공에 의한 넓은 표면적, 2) 매우 규칙적인 결정구조에 의한 열적 안정성 및 수열 안정성, 3) 세공 크기에 따른 형상 선택성, 4) 제올라이트 구성성분인 알루미늄 이온의 산 세기 및 산량 조절 가능성 등에 의하여 고체 산 촉매로서 많이 응용되고 있다. 그 중, 크래킹 반응, 이성화 반응, 알킬화 반응, 접촉 개질 반응 등의 반응에 널리 사용되고 있다(참고문헌 R. Szostak "Molecular Sieves: Principles of Synthesis and Identification", Van Nostrand Reinhold, New York, 1989).

본 발명에서 사용한 제올라이트는 작은 세공 제올라이트(small-pore zeolite) 또는 중간 세공 제올라이트(medium-pore zeolite) 또는 큰 세공 제올라이 트(large-pore zeolite) 등이 사용될 수 있다. 제올라이트의 산성도를 결정하는 주요 인자인 실리카/알루미나 몰비는 약 10에서 200까지로서 넓은 범위의 산성도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 몰비가 10보다 작으면 높은 산성도에 의하여 셀룰로오스의 가수분해산물인 글루코오스를 재분해할 가능성이 높고 200보다 크면 충분한 산성이 제공되지 않아 셀룰로오스의 가수분해가 어렵기 때문에 10 내지 200의 범위가 바람직하다. 또한 암모늄 이온이 치환된 제올라이트를 활성화시켜 수소 이온이 치환된 제올라이트로 변형시켜 셀룰로오스의 가수분해 반응에 사용하였다.

본 발명은 상기에서 언급한 제올라이트를 가수분해 반응 촉매로서 셀로비오스에 직접 가하거나, 이온성 액체에 의하여 전처리된 셀룰로오스에 가함으로써, 글루코오스 수율을 향상시킬 수 있다.

본 발명자들이 실험을 수행한 결과, 전처리가 전혀 되지 않은 셀룰로오스를 상기 제올라이트로 가수분해 하였을 때 글루코오스가 전혀 생성되지 않았다. 이는 셀룰로오스의 결정형 구조가 수소결합에 의하여 강하게 결합되어 있어 제올라이트가 가지는 산성도에 의하여 가수분해가 진행되지 않기 때문이다. 그러므로 제올라이트를 이용한 가수분해 반응에 앞서 이온성 액체를 사용하여 셀룰로오스의 결정형 구조를 비결정형 구조로 변형시키는 것이 필요하다.

본 명세서에서 "이온성 액체"라 함은 유기 양이온과 무기 음이온으로 구성된 액을 의미하며, 700℃ 이상의 온도에서 용융되는 용융염(molten salt)과는 달리 100℃ 이하의 낮은 온도에서 용융되는 성질을 가진다.

본 발명에서 사용될 수 있는 이온성 액체는 다른 환 구조와 융합되지 않은 단일 5원 또는 6원 환을 함유하는 양이온, 및 음이온으로 구성된 것이 바람직하다. 상기 양이온의 예를 들면, 피리디늄 양이온, 피라다지늄 양이온, 피리미디늄 양이온, 피라지늄 양이온, 이미다졸륨 양이온, 피라졸륨 양이온, 옥사졸륨 양이온, 1,2,3-트리아졸륨 양이온, 1,2,4-트리아졸륨 양이온 등이 있다. 상기 음이온의 예를 들면 할로겐, 슈도할로겐 또는 C_{1 -6} 카복실레이트가 있다.

상기 양이온으로서 이미다졸륨 양이온이 가장 바람직하고, 상기 음이온으로서 할로겐 또는 슈도할로겐 음이온이 가장 바람직하다. 가장 바람직한 이온성 액체는 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드이다.

본 발명에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법은 제1단계를 수행한 후 24시간 이내에 제2단계를 수행하는 것이 바람직하다. 제1단계와 제2단계 사이의 시간이 길어질수록 글루코오스의 수율이 떨어진다. 그 이유는 제1단계에서 사용된 이온성 액체가 제2단계의 가수분해 반응에 어떠한 작용을 하기 때문인 것으로 추측된다. 다시 말하면, 제1단계와 제2단계 사이의 시간이 길어질수록 이온성 액체의 소실율이 커지므로 이온성 액체가 제2단계의 가수분해 반응에 영향을 미치지 못하게 되기 때문인 것으로 파악된다.

한편, 본 발명에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법은 제1단계에 따라 전처리된 셀룰로오스를 세척하는 과정 없이 바로 제2단계를 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명자들이 실험을 한 결과 제1단계에 따라 전처리된 셀룰로오스를 세척하게 되면 글루코오스의 수율이 낮아지는 것을 확인하였다. 그 이유는 상기 언급한 바와 같이 이온성 액체가 제2단계의 가수분해에 어떠한 작용을 하기 때문인 것으로 보여진다.

또한, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 가수분해 반응의 온도는 140 내지 200℃가 바람직하고, 더 바람직하게는 150 내지 170℃이다. 그 이유는, 가수분해의 반응 온도가 150℃ 미만인 경우 셀룰로오스의 가수분해가 미미하고, 170℃를 초과하면 셀룰로오스의 가수분해산물인 글루코오스의 재분해 가능성이 높기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 가수분해 반응의 시간은 1 내지 12시간인 것이 바람직하다. 그 이유는, 가수분해 반응의 시간이 1시간 미만이면 글루코오스 수율이 낮아 비경제적이고, 12시간을 초과하면 셀룰로오스의 가수분해산물인 글루코오스의 재분해 가능성이 높기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 가수분해시의 압력은 0.4 내지 1 MPa인 것이 바람직하다. 압력이 0.4 MPa 미만이면 셀룰로오스의 가수분해가 일어나지 않고, 1 MPa을 초과하면 셀룰로오스의 가수분해산물인 글루코오스의 재분해 가능성이 높기 때문이다.

본 발명에 따른 셀룰로오스 가수분해 방법에 따라, 이온성 액체를 통해 전처리된 셀룰로오스를 고체 산 촉매인 제올라이트에 의하여 가수분해 시킴으로써 무게 함량 10-40% 수율의 글루코오스를 생성시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예들을 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하나, 본 발명의 범위가 이에 속하는 것은 아니다.

<비교예 1>

ZSM-5 0.1 g을 촉매로 사용하여 셀로비오스 0.2 g을 160℃, 0.5 Mpa에서 4시간 동안 가수분해 시켰다.

<실시예 1>

촉매의 종류를 달리한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 조건에서 가수분해를 수행한 결과 글루코오스의 수율 변화는 다음과 같았다.

촉매	ZSM-5 (비교예 1)	제올라이트 Y	제올라이트 베타	모데나이트	페리어라이트
글루코오스 수율 (wt%)	47.2	37.3	42.4	39.8	35.1

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실험에 사용된 모든 촉매들에서 모두 수율이 높게 나왔다. 특히, ZSM-5를 촉매로 사용한 경우에 글루코오스 수율이 가장 높았으며, 그 다음에 제올라이트 베타, 모데나이트, 제올라이트 Y, 페리어라이트 순으로 수율이 높게 나타났다.

<실시예 2>

촉매의 양을 달리한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 조건 하에서 가수분해를 수행한 결과 촉매 양에 따른 글루코오스의 수율 변화는 다음과 같았다.

촉매의 양	촉매 무첨가	0.05 g	0.2g(비교예 1)
글루코오스 수율(wt%)	28.5	39.8	47.2

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 촉매의 첨가량이 증가할수록 글루코오스 수율도 높아짐을 알 수 있다.

<실시예 3>

가수분해 반응 시간을 달리한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 조건에서 가수분해를 수행한 결과, 가수분해 반응 시간에 따른 글루코오스의 수율 변화는 다음과 같았다.

가수분해 반응 시간	1시간	2시간	4시간 (비교예 1)	12시간
글루코오스 수율(wt%)	18.6	27.2	47.2	73.1

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 가수분해 반응 시간이 길어질수록 글루코오스의 수율은 높은 것을 알 수 있었다.

<실시예 4>

가수분해 반응의 온도를 달리한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 조건에서 가수분해를 수행한 결과, 가수분해 반응 온도에 따른 글루코오스의 수율 변화는 다음과 같았다.

가수분해 반응 온도	140℃	160℃ (비교예 1)	180℃
글루코오스 수율(wt%)	7.5	47.2	42.1

상기 표 4에 나타난 바와 같이 가수분해 반응의 온도가 160℃인 경우에 글루코오스의 수율이 가장 높은 것을 알 수 있다.

상기 실시예 1 내지 4를 통해, 제올라이트가 셀로비오스를 글루코오스로 가수분해하는 데에 촉매로서 기능한다는 것을 확인할 수 있었다.

<비교예 2>

용융된 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드([BMIM]Cl) 3.8 g에 0.2 g의 셀룰로오스를 혼합하여 질소 분위기에서 교반과 함께 130℃까지 온도를 상승시켜 2시간 동안 전처리하였다. 그 후, 증류수를 이용해 셀룰로오스로부터 이온성 액체를 초음파 처리와 원심분리 과정을 거쳐 세척 제거하였다. 그 후 셀룰로오스를 하루동안 상온에서 방치하였다. 그 후 셀룰로오스를 제올라이트 ZSM-5를 사용해 160℃, 0.5 Mpa에서 4시간 동안 가수분해를 시켰다.

<실시예 5>

전처리 과정인 제1단계와 가수분해 과정인 제2단계 사이에 상온 보관시간 개재 여부와 보관시간을 달리한 것을 제외하고는 상기 비교예 2와 동일한 조건에서 가수분해를 시켰다. 그 결과는 하기 표 5와 같다.

전처리 보관 일(day)	0	1 (비교예 2)	2
글루코오스 수율(wt%)	27.8	26.3	16.5

상기 표 5에 나타난 바와 같이, 전처리 과정인 제1단계를 수행한 후 곧바로 제2단계를 수행한 경우에 글루코오스 수율이 가장 높음을 알 수 있었다. 제1단계를 수행한 후 제2단계를 수행하기까지의 시간이 길어질수록 글루코오스 수율은 낮아졌다. 이는, 제1단계와 제2단계 사이의 시간이 길어질수록 제1단계의 이온성 액체가 많이 소실되기 때문인 것으로 보인다. 즉, 제1단계에서 가해지는 이온성 액체가 제2단계의 가수분해 반응에 일정한 작용을 하는 것으로 보여진다.

<실시예 6>

가수분해 반응의 시간과 온도를 달리한 것을 제외하고는 상기 비교예 2와 동일한 조건에서 셀룰로오스를 반응시킨 결과, 전처리 과정을 거친 셀룰로오스를 가수분해 시 반응 온도와 반응 시간에 따른 글루코오스의 수율 변화는 다음과 같았다.

가수분해 반응 시간 (hr)	글루코오스 수율(wt%)	글루코오스 수율(wt%)
	반응온도 160℃	반응온도 180℃
4	26.3 (비교예 2)	28.4
8	30.1	15.1
12	34.4	-

상기 표 6에 나타난 바와 같이, 반응온도가 160℃인 경우에는 반응 시간이 길어질수록 글루코오스 수율이 높아지는 것으로 나타난 반면, 반응온도가 180℃인 경우에는 반응시간이 길어질수록 글루코오스 수율이 낮아지는 것으로 나타났다. 이는 반응온도의 증가에 의하여 글루코오스의 수율을 높일 수 있었으나, 180℃에서 반응시간이 길어지는 경우 글루코오스가 분해되어 오히려 수율이 감소하기 때문이다.

<실시예 7>

촉매의 종류를 달리한 것을 제외하고는 상기 비교예 2와 동일한 조건으로 수행하여 글루코오스를 얻었다. 그 결과는 하기 표 7과 같다.

촉매	글루코오스 수율(wt%)
ZSM-5 (비교예 2)	26.3
제올라이트 Y	20.7
제올라이트 베타	19.3

상기 표 7에 나타난 바와 같이, ZSM-5를 사용한 경우 글루코오스 수율이 가장 높았다.

<실시예 8>

전처리 과정인 제1단계를 수행한 후 남아 있는 이온성 액체를 세척하여 제거하는 단계를 거치지 아니한 것을 제외하고는 상기 비교예 2와 동일한 조건에서 반응을 수행하였다. 그 결과는 하기 표 8과 같다.

	세척 단계 유(비교예 2)	세척 단계 무
글루코오스 수율(wt%)	26.3	32.1

상기 표 8에 나타난 바와 같이, 세척 단계를 거치지 아니한 경우에 글루코오스 수율이 더 높은 것을 알 수 있다. 이는 제1단계에서 사용된 이온성 액체가 제2단계의 가수분해 반응에 어떤 역할을 한다는 것을 나타내는 것으로 이해될 수 있다.

Claims (19)

1. 삭제
2. 삭제
3. 셀룰로오스를 글루코오스로 가수분해하는 방법으로서,

   셀룰로오스에 이온성 액체를 가하여 셀룰로오스를 전처리 하는 제1단계; 및

   상기 전처리된 셀룰로오스에 제올라이트를 가하여 셀룰로오스를 가수분해시키는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제올라이트는, 8개의 산소원자로 구성된 고리, 10개의 산소원자로 구성된 고리, 12개의 산소원자로 구성된 고리, 또는 상기 고리들이 혼재된 혼성고리로 구성된 세공 입구를 갖는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 제올라이는 ZSM-5, 제올라이트 Y, 제올라이트 베타, 모데나이트 및 페리어라이트로 구성된 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
6. 제 3항에 있어서, 상기 제올라이트는 실리카/알루미나의 몰비가 10 내지 200인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
7. 제 3항에 있어서, 상기 제올라이트는 암모늄 이온이 치환된 제올라이트를 활성화시켜 수소 이온이 치환된 제올라이트로 변형된 것임을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
8. 제 3항에 있어서, 상기 이온성 액체는, 다른 환 구조와 융합되지 않은 단일 5원 또는 6원 환을 함유하는 양이온, 및 음이온으로 구성된 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 이온성 액체는 이미다졸륨 양이온 및 할로겐 음이온으로 구성된 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 이온성 액체는 용융된 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
11. 제 3항에 있어서, 상기 제1단계를 수행한 후 24시간 이내에 제2단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
12. 제 3항에 있어서, 상기 가수분해의 반응 온도는 150 내지 170℃이고, 가수분해의 반응 시간은 1 내지 12시간인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
13. 제 3항에 있어서, 상기 제1단계에 따라 전처리된 셀룰로오스를 세척하는 과정 없이 바로 제2단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 가수분해 방법.
14. 삭제
15. 셀로비오스를 가수분해하여 글루코오스를 생성하는 방법에 있어서,

    셀로비오스에 제올라이트를 가하여 가수분해시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀로비오스 가수분해 방법.
16. 제 15항에 있어서, 상기 제올라이트는, 8개의 산소원자로 구성된 고리, 10개의 산소원자로 구성된 고리, 12개의 산소원자로 구성된 고리, 또는 상기 고리들이 혼재된 혼성고리로 구성된 세공 입구를 갖는 것을 특징으로 하는 셀로비오스 가수분해 방법.
17. 제 15항에 있어서, 상기 제올라이는 ZSM-5, 제올라이트 Y, 제올라이트 베타, 모데나이트 및 페리어라이트로 구성된 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 셀로비오스 가수분해 방법.
18. 제 15항에 있어서, 상기 제올라이트는 실리카/알루미나의 몰비가 10 내지 200인 것을 특징으로 하는 셀로비오스 가수분해 방법.
19. 제 15항에 있어서, 상기 제올라이트는 암모늄 이온이 치환된 제올라이트를 활성화시켜 수소 이온이 치환된 제올라이트로 변형된 것임을 특징으로 하는 셀로비오스 가수분해 방법.