The invention discloses a tin loaded porous carbon based solid acid catalyst and a preparation method and application thereof. The preparation method impregnated biomass waste and activator in tin salt solution, then removed and dried the biomass waste after impregnation, then placed it in a tube furnace, carbonized and obtained carbonated material; then the carbonized material was stirred in water, the sand core funnel was filtered and dried to get the loaded tin. Porous carbon based solid acid catalyst. In the invention, the loaded tin porous carbon based solid acid catalyst is mixed with carbohydrates and solvents to react in a hydrothermal reactor, and the reaction product is separated and purified, and furfural is obtained. The supported stannum porous carbon based solid acid catalyst has a large specific surface area and pore volume and high acid density. In the process of catalytic preparation of furfural, the catalyst shows excellent solid acid catalytic performance, the yield of furfural is 40 ~ 90%, and it has good recycling performance.
【技术实现步骤摘要】
一种负载锡多孔碳基固体酸催化剂及其制备方法与应用
本专利技术属于固体酸催化剂制备技术与应用领域,具体涉及一种负载锡多孔碳基固体酸催化剂及其制备方法与在催化碳水化合物生产糠醛中的应用。
技术介绍
随着不可再生一次能源-化石能源的日益枯竭,世界各国纷纷开始重视非再生能源的节约,并加速对再生能源-生物质能的研究与开发。木质纤维生物质因其环境友好,储量丰富、廉价等优点,在工业发展、环境污染问题上将发挥重要的作用。生物质可以制备多种平台化合物,其中糠醛,是呋喃系重要衍生物之一,由农副产品经高温酸解后所得聚戊糖脱水而得,是一种广泛应用于石油行业、化工生产、医药、食品以及合成高分子等行业的重要有机化工原料和化学溶剂。目前工业生产中主要是使用稀硫酸催化制备糠醛,但由于其具有腐蚀性、不易回收、废液污染大等问题,以及为了适应国家绿色化工的需求,寻找一种绿色高效的固体酸催化剂迫在眉睫。关于固体催化剂的研究有许多种,如酸性阳离子交换树脂、金属氧化物、H型沸石、碳基固体酸等。碳基固体酸早期被应用于生物柴油的制备,而最近几年才应用于糠醛的生产中,在这些研究中,很少涉及多孔碳基催化剂,其中Zhu等人(Y.Zhu,RSCAdv,2017,729916)制备了一种多孔碳催化剂,是以间苯二酚-甲醛树脂为碳源,用软膜板法制孔,碳源不具有环保性。而生物质具有丰富性,可作为绿色碳源。另外,关于负载锡碳基固体酸催化剂应用于糠醛生产的研究也还未见报道。锡离子可以作为一种Lewis酸作用于木糖脱水生成糠醛的过程中,液体酸SnCl4被认为是一种有效地催化木糖和生物质原料制备糠醛的催化剂,同时负载锡蒙脱土固 ...
【技术保护点】
1.一种负载锡多孔碳基固体酸催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:将生物质类废弃物以及活化物于锡盐水溶液中浸渍1~3周,再将浸渍后的生物质类废弃物取出并于烘箱中60~80℃干燥6~12h,然后置于管式炉中,氮气气氛下升温碳化2~10h,得到碳化材料;再将碳化材料至于水中,搅拌3~12h,砂芯漏斗过滤洗涤,烘干,得到所述负载锡多孔碳基固体酸催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种负载锡多孔碳基固体酸催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:将生物质类废弃物以及活化物于锡盐水溶液中浸渍1~3周,再将浸渍后的生物质类废弃物取出并于烘箱中60~80℃干燥6~12h,然后置于管式炉中,氮气气氛下升温碳化2~10h,得到碳化材料;再将碳化材料至于水中,搅拌3~12h,砂芯漏斗过滤洗涤,烘干,得到所述负载锡多孔碳基固体酸催化剂。2.根据权利要求1所述的一种负载锡多孔碳基固体酸催化剂的制备方法,其特征在于,所述生物质类废弃物为糠醛渣、豆渣、酒糟、香蕉皮、石榴皮、菠萝皮、玉米须、虾壳和蟹壳中的一种以上。3.根据权利要求1所述的一种负载锡多孔碳基固体酸催化剂的制备方法,其特征在于,所述活化物为H3PO4或ZnCl2;所述锡盐为SnCl4、SnCl2、Sn(NO3)2和SnSO4中的一种以上。4.根据权利要求1所述的一种负载锡多孔碳基固体酸催化剂的制备方法,其特征在于,所述生物质类废弃物、活化物、锡盐水溶液中的锡盐以及锡盐水溶液中的水的质量比为1∶0.5~4∶0.5~4∶10~100。5.根据权利要求1所述的一种负载锡多孔碳基固体酸催化剂的制备方法,其特征在于,所述碳化的温度为400~800℃。6.由权利要求1~5任一项所述的制备方法制得的一种负载锡多孔...
【专利技术属性】
技术研发人员:任俊莉,林琦璇,孙润仓,王孝辉,程帮贵,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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