一种生物质碳基固体酸催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种生物质碳基固体酸催化剂的制备方法和应用，包括：A)将含氮化合物的生物质在酸溶液中浸渍，过滤得到固体产物；B)将固体产物炭化得到多孔碳载体；C)将多孔碳载体与对氨基苯磺酸和亚硝酸异戊脂反应，磺化得到催化剂。本发明专利技术将含氮化合物的生物质浸渍炭化得到多孔炭载体；碳化后其多样性的表面化学成分，相比高度碳化的表面具有更好的磺酸基团负载性，提高了其布朗斯特酸负载量，促进各类糖的转化效率。本发明专利技术形成的可调控的碳基载体多孔结构，使磺酸基团牢固的负载在孔道内部，负载后孔道为介孔和大孔，利于底物与酸性位接触，并保持更好的循环回收性。本发明专利技术的生物质碳基固体酸催化剂催化活性高，稳定性好，催化转换效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质碳基固体酸催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物质化学利用
，尤其是涉及一种生物质碳基固体酸催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着传统化石能源使用带来的环境污染和能源短缺问题日益严峻，以可再生生物质原料制取化学品和液体燃料受到人们极大的关注。5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的生物质基平台化合物，通过各类化学反应可转化为乙酰丙酸、2,5-二甲基呋喃、2,5-呋喃二甲酸、2,5-呋喃二甲醇、1,6-己二醇和马来酸酐等可用于医药、燃料、塑料制品及精细化工的各类化学品。5-羟甲基糠醛主要通过碳水化合物酸催化脱水转化得到，碳水化合物可以是六碳单糖，也可以是聚糖甚至直接的生物质原料，其中以果糖和葡萄糖为反应物的研究最为广泛。对于六碳糖催化转化制备HMF使用的酸催化剂主要分为均相催化剂和固体催化剂。其中均相催化剂常用包括无机酸(盐酸、硫酸和硝酸)，有机酸(甲酸、乙酸及柠檬酸)，以及金属氯化物(氯化铝、氯化铬和氯化铜)，但采用均相催化剂因设备腐蚀、难以回收及环境污染等问题具有不可持续性。固体催化剂因较高的反应活性、可回收性和环境友好受到研究者更高的关注，目前使用的固体催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质碳基固体酸催化剂的制备方法，包括：A)将含氮化合物的生物质在酸溶液中浸渍，过滤得到固体产物；B)将固体产物炭化得到多孔碳载体；C)将多孔碳载体与对氨基苯磺酸和亚硝酸异戊脂反应，磺化得到催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种生物质碳基固体酸催化剂的制备方法，包括：A)将含氮化合物的生物质在酸溶液中浸渍，过滤得到固体产物；B)将固体产物炭化得到多孔碳载体；C)将多孔碳载体与对氨基苯磺酸和亚硝酸异戊脂反应，磺化得到催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)所述含氮化合物的生物质为烟梗、茄子秸秆或豆秸秆；所述酸溶液为10％～50％质量浓度的磷酸或者焦磷酸溶液。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)所述浸渍时间为1～24h；所述含氮化合物的生物质与酸溶液的质量比为：1：(0.4～2)；所述对氨基苯磺酸与亚硝酸异戊脂的质量比为1：3～3：1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)所述反应在惰性气体保护下进行；所述炭化温度为300～700℃；所述炭化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文志，黄锋，张听伟，安胜欣，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34