本发明专利技术公开了一种银耳多糖改性生物质基偶联反应催化剂的制备方法，属于生物质基催化剂制备技术领域。本发明专利技术以干木耳为原料经高压脉冲热提得到银耳多糖溶液，再以互花米草秆制得多孔生物碳，用银耳多糖溶液和微生物对其复合改性，通过还原沉积法将金属钯纳米粒子沉积在生物碳表面，干燥后即得偶联反应催化剂。本发明专利技术制备步骤简单，载体比表面积大，热稳定性、抗氧化性分别提高了26.53%以上和29.38%以上；在催化反应过程中分散性好，催化活性提高了25.6%以上，在自然环境中易降解，无污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种银耳多糖改性生物质基偶联反应催化剂的制备方法，属于生物质基催化剂制备
技术介绍
一般来说，催化反应体系分为均相催化和异相催化两类。在均相反应中，催化剂与底物处于同一相，反应过程传质速度快，反应活性高。但均相催化剂大都存在较难与反应底物分离和不能循环使用，而且残留在反应体系中的均相催化剂对产物的提纯带来较大的麻烦。因此，导致其在工业化应用受到限制。异相催化剂的出现，解决了均相催化剂回收和再利用的问题，加速了工业化发展进程，已成为催化领域的研究热点。金属纳米粒子催化剂隶属于异相催化范畴，同时由于其特有的小尺寸效应，金属纳米粒子催化活性可以达到均相催化剂的水平。然而，纳米粒子尺寸小、表面原子缺电子等特点，在催化反应过程中极易团聚而降低或丧失催化活性，易悬浮在反应体系中，从反应产物中分离和再利用非常困难。因此，为了克服上述缺点，研究者尝试将高活性的纳米粒子负载到具有高比表面积的载体上制备成负载型纳米催化剂。目前，广泛使用的负载型催化剂大多以无机矿石材料或合成高分子材料作为载体。这些载体催化剂虽然解决了均相催化剂回收和循环再利用等问题，但多数载体材料以不可再生的化石资源为原料，制备步骤繁琐而且需要高温煅烧，有些合成高分子材料比表面积较小、热稳定性及抗氧化能力差、在自然界中很难降解带来环境隐患等弊端。生物质是一类具有发展前景的原材料，它可以减缓人们对传统材料对化石资源的依赖和环境污染等问题。设计和开发以生物质为载体材料的催化剂已成为当今催化领域的研究热点，也是未来生物质高效利用的一个重要发展方向。目前这方面的研究还处于初级阶段，相关理论研究十分缺乏，并未建立起有效的制备方法，许多生物质原料还没有被研究或是研究得还不够深入，对催化反应类型也不够广泛。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前广泛使用的负载型催化剂以无机矿石材料或合成高分子材料作为载体，以不可再生的化石资源为原料，制备步骤繁琐，且由于载体比表面积较小、热稳定性及抗氧化能力差，导致在催化反应过程中极易团聚催化活性降低，难以降解污染环境的弊端，提供了一种以干木耳为原料经高压脉冲热提得到银耳多糖溶液，再以互花米草秆制得多孔生物碳，用银耳多糖溶液和微生物对其复合改性，通过还原沉积法将金属钯纳米粒子沉积在生物碳表面，干燥后即得偶联反应催化剂的方法。本专利技术以富含羟基和羧基的银耳多糖在弗兰克氏菌的作用下对生物质碳载体表面进行改性，提高它的比表面积以及增加其表面活性基团，使其对金属纳米粒子吸附性增强，同时提高催化剂的分散性，以生物质材料代替无机矿石或合成高分子，降低了生产成本并且在自然界容易降解，对生物质碳载体进行表面改性，又解决了常见催化剂载体比表面积较小、热稳定性及抗氧化能力差、容易团聚而降低或丧失催化活性的问题，具有广阔的应用前景。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）称取1～2kg干银耳，用去离子水冲洗10～15min去除表面杂质，烘干后用气流粉碎机粉碎，过100目标准筛，将过筛后的银耳粉按固液比为1:5加入蒸馏水中，超声分散均匀后通过蠕动泵以15～20mL/min速率将银耳粉分散液送入高压脉冲电场中，再分别以35～45kV/cm的电场强度和60～80μs的脉冲宽度处理30～40min；（2）将上述高压脉冲处理后的银耳粉分散液转入75～85℃的水浴锅中，保温浸提2～3h，浸提结束后用卧式离心机以6000～7000r/min转速离心15～20min，分离得上清液，即为银耳多糖溶液，备用；（3）取成熟的互花米草秆粉碎后过50目标准筛，将过筛后的粉末装入炭化炉，在氮气保护下，以200～300℃温度预炭化40～60min，再将预炭化后的粉末浸入其体积3～5倍浓度为0.5mol/L氢氧化钾溶液中，摇床振荡浸渍过夜；（4）将浸渍后的粉末移入管式电阻炉中，同时向管式电阻炉中通入氩气置换出空气，并以15℃/min速率程序升温至700～800℃，保温活化1～2h后，出炉，依次用浓度为0.1mol/L盐酸溶液和去离子水冲洗3～5遍，干燥后得互花米草秆碳粉；（5）按体积比为1:2，将上述得到的互花米草秆碳粉和备用的银耳多糖溶液混合后装入陶瓷罐中，按接种量为15%向混合液中加入弗兰克氏菌，在25～35℃下发酵改性7～9天，随后将发酵物移入布氏漏斗，用70～80℃的蒸馏水抽滤洗涤30～40min，得改性碳粉载体；（6）称取40～50g上述改性碳粉载体分散于800～1000mL无水乙醇中，再加入10～15g氯化钯，放置在磁力搅拌机上以300～400r/min转速进行搅拌，边搅拌边向其中逐滴滴加100～150mL质量浓度为10%的硼氢化钠溶液，控制滴加时间为20～30min；（7）待滴加完毕后，将其移入超声振荡仪中，以300～400W功率超声振荡反应3～4h，再将产物移入布氏漏斗中，分别用无水乙醇和蒸馏水抽滤洗涤3～5遍，得黑色固体粉末，放入烘箱在75～85℃下干燥过夜，包装即得银耳多糖改性生物质基偶联反应催化剂。本专利技术的应用方法：将本专利技术制得的银耳多糖改性生物质基偶联反应催化剂应用于卤代芳烃的偶联反应，添加量为卤代芳烃质量1～3%，混合均匀后，在35～45℃下，与有机硼酸进行交叉偶联反应4～6h，产率达89.6～99.6%，剩余催化剂经过滤、洗涤、干燥，进行回收循环利用。该催化剂催化活性高，重复使用7～8次催化效果无降低现象发生，在催化反应过程中分散性好，易降解，无污染。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备步骤简单，载体比表面积大，热稳定性、抗氧化性分别提高了26.53%以上和29.38%以上；（2）在催化反应过程中分散性好，催化活性提高了25.6%以上，在自然环境中易降解，无污染。具体实施方式首先称取1～2kg干银耳，用去离子水冲洗10～15min去除表面杂质，烘干后用气流粉碎机粉碎，过100目标准筛，将过筛后的银耳粉按固液比为1:5加入蒸馏水中，超声分散均匀后通过蠕动泵以15～20mL/min速率将银耳粉分散液送入高压脉冲电场中，再分别以35～45kV/cm的电场强度和60～80μs的脉冲宽度处理30～40min；然后将上述高压脉冲处理后的银耳粉分散液转入75～85℃的水浴锅中，保温浸提2～3h，浸提结束后用卧式离心机以6000～7000r/min转速离心15～20min，分离得上清液，即为银耳多糖溶液，备用；取成熟的互花米草秆粉碎后过50目标准筛，将过筛后的粉末装入炭化炉，在氮气保护下，以200～300℃温度预炭化40～60min，再将预炭化后的粉末浸入其体积3～5倍浓度为0.5mol/L氢氧化钾溶液中，摇床振荡浸渍过夜；将浸渍后的粉末移入管式电阻炉中，同时向管式电阻炉中通入氩气置换出空气，并以15℃/min速率程序升温至700～800℃，保温活化1～2h后，出炉，依次用浓度为0.1mol/L盐酸溶液和去离子水冲洗3～5遍，干燥后得互花米草秆碳粉；按体积比为1:2，将上述得到的互花米草秆碳粉和备用的银耳多糖溶液混合后装入陶瓷罐中，按接种量为15%向混合液中加入弗兰克氏菌，在25～35℃下发酵改性7～9天，随后将发酵物移入布氏漏斗，用70～80℃的蒸馏水抽滤洗涤30～40mi本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种银耳多糖改性生物质基偶联反应催化剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取1～2kg干银耳，用去离子水冲洗10～15min去除表面杂质，烘干后用气流粉碎机粉碎，过100目标准筛，将过筛后的银耳粉按固液比为1:5加入蒸馏水中，超声分散均匀后通过蠕动泵以15～20mL/min速率将银耳粉分散液送入高压脉冲电场中，再分别以35～45kV/cm的电场强度和60～80μs的脉冲宽度处理30～40min；（2）将上述高压脉冲处理后的银耳粉分散液转入75～85℃的水浴锅中，保温浸提2～3h，浸提结束后用卧式离心机以6000～7000r/min转速离心15～20min，分离得上清液，即为银耳多糖溶液，备用；（3）取成熟的互花米草秆粉碎后过50目标准筛，将过筛后的粉末装入炭化炉，在氮气保护下，以200～300℃温度预炭化40～60min，再将预炭化后的粉末浸入其体积3～5倍浓度为0.5mol/L氢氧化钾溶液中，摇床振荡浸渍过夜；（4）将浸渍后的粉末移入管式电阻炉中，同时向管式电阻炉中通入氩气置换出空气，并以15℃/min速率程序升温至700～800℃，保温活化1～2h后，出炉，依次用浓度为0.1mol/L盐酸溶液和去离子水冲洗3～5遍，干燥后得互花米草秆碳粉；（5）按体积比为1:2，将上述得到的互花米草秆碳粉和备用的银耳多糖溶液混合后装入陶瓷罐中，按接种量为15%向混合液中加入弗兰克氏菌，在25～35℃下发酵改性7～9天，随后将发酵物移入布氏漏斗，用70～80℃的蒸馏水抽滤洗涤30～40min，得改性碳粉载体；（6）称取40～50g上述改性碳粉载体分散于800～1000mL无水乙醇中，再加入10～15g氯化钯，放置在磁力搅拌机上以300～400r/min转速进行搅拌，边搅拌边向其中逐滴滴加100～150mL质量浓度为10%的硼氢化钠溶液，控制滴加时间为20～30min；（7）待滴加完毕后，将其移入超声振荡仪中，以300～400W功率超声振荡反应3～4h，再将产物移入布氏漏斗中，分别用无水乙醇和蒸馏水抽滤洗涤3～5遍，得黑色固体粉末，放入烘箱在75～85℃下干燥过夜，包装即得银耳多糖改性生物质基偶联反应催化剂。...
【技术特征摘要】
1.一种银耳多糖改性生物质基偶联反应催化剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取1～2kg干银耳，用去离子水冲洗10～15min去除表面杂质，烘干后用气流粉碎机粉碎，过100目标准筛，将过筛后的银耳粉按固液比为1:5加入蒸馏水中，超声分散均匀后通过蠕动泵以15～20mL/min速率将银耳粉分散液送入高压脉冲电场中，再分别以35～45kV/cm的电场强度和60～80μs的脉冲宽度处理30～40min；（2）将上述高压脉冲处理后的银耳粉分散液转入75～85℃的水浴锅中，保温浸提2～3h，浸提结束后用卧式离心机以6000～7000r/min转速离心15～20min，分离得上清液，即为银耳多糖溶液，备用；（3）取成熟的互花米草秆粉碎后过50目标准筛，将过筛后的粉末装入炭化炉，在氮气保护下，以200～300℃温度预炭化40～60min，再将预炭化后的粉末浸入其体积3～5倍浓度为0.5mol/L氢氧化钾溶液中，摇床振荡浸渍过夜；（4）将浸渍后的粉末移入管式电阻炉中，同时向管式电阻炉中通入氩气置换出空气，并以...
【专利技术属性】
技术研发人员：仇颖超，盛海丰，林茂平，
申请(专利权)人：仇颖超，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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