【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学降解，尤其涉及一种温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法及在木质素转化中的应用。
技术介绍
1、面对严重的气候变化和化石燃料储备的枯竭，寻找可持续和可再生的能源的重要性已经被广泛认知。近年来，木质纤维素作为地球上最丰富的可再生能源，约1.55×1011吨/年干物质的植物生成量，使之已经成为替代传统化石燃料的首选。
2、木质素作为地球上最丰富的可再生芳烃资源，是由苯丙烷单元通过碳-碳键和醚键连接而成的无定形聚合物。作为石化材料的替代品，具有生产酚类单体等高价值的化学品的巨大潜力。它是由三种醇单体(对香豆醇、松柏醇、芥子醇)形成的一种复杂酚类聚合物。木质素由于自身的三维网状结构、适宜的碳氢比以及可提供大量活性酚羟基、刚性的苯环、羰基结构已被视为具有吸附、生物质燃烧、抗老化、抗氧化作用的材料。作为自然界中唯一含苯环的生物质资源，木质素在转化为芳烃或环烷烃类化合物以用于液体燃料方面具有很大的潜力。
3、然而，木质素的顽固且复杂的结构使得木质纤维素的利用十分困难。近年来，一种“木质素优先”的策略已经被广泛认为是高效转化生物质资源的第一步也是关键的一步。技术的关键是有效且选择性地断裂芳基醚上的c-o键，再避免c-o键断裂后耦合形成c-c键而导致的木质素再缩合，得到高选择性的木质素单体，然后实现其利用。在这个过程中，寻找最合适的催化剂和解聚工艺成为了木质素解聚的热点。
技术实现思路
1、为了解决现有以单一杂多酸为催化剂氧化降解木质素为芳香族单体产物和产率低的
2、本专利技术的目的之一：提供一种温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，首先以al部分替换v，合成均相杂多酸h5pmo11al0.5v0.5o40，再通过离子交换法加入氯化胆碱合成温控型非均相多酸催化剂chnh5-npmo11al0.5v0.5o40，n为ch的个数，n取整数。
3、本专利技术通过al原子和氯化胆碱离子液体的加入，调节催化剂的lewis酸性并改变其均相性，进而影响催化剂的反应活性，从而提高木质素降解产物的降解产率，条件温和，操作方法简单，对提高木质素降解产物的产率有积极的意义。
4、进一步地，所述温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，包括以下步骤：
5、将h3po4、alcl3·h2o、v2o5和moo3溶于水中，加热条件下搅拌均匀，冷却至室温后，过滤除去不溶的钼酸盐和钒酸盐，将得到的多酸溶液在水浴中蒸发，得到橙黄色晶体h5pmo11al0.5v0.5o40；将所述h5pmo11al0.5v0.5o40溶于水中，得到h5pmo11al0.5v0.5o40溶液；将氯化胆碱溶液滴加到所述h5pmo11al0.5v0.5o40溶液中，搅拌，减压抽滤，水洗至agno3溶液检测没有白色沉淀析出，真空干燥得到温控型非均相杂多酸催化剂chnh5-npmo11al0.5v0.5o40，n为ch的个数，n取整数，优选n＝1、2、3、4或5。
6、进一步地，所述h3po4、alcl3·h2o、v2o5和moo3的摩尔比为1∶0.25∶0.12∶11。
7、进一步地，所述加热的温度为80～90℃，优选为80℃，时间为6h。
8、进一步地，所述水浴的温度为80～90℃，优选为85℃，时间为24h。
9、进一步地，滴加氯化胆碱溶液后，搅拌的温度为18～22℃，时间为12h。
10、进一步地，所述氯化胆碱溶液的制备方法如下：称取氯化胆碱0.28g(2mmol)溶解于10ml水中加热搅拌至完全溶解，得到氯化胆碱溶液。
11、进一步地，所述h5pmo11al0.5v0.5o40溶液中h5pmo11al0.5v0.5o40与所述氯化胆碱溶液中氯化胆碱的摩尔比为1∶1。
12、更进一步地，当chnh5-npmo11al0.5v0.5o40中的n＝1时，所述温控型非均相杂多酸催化剂chh4pmo11al0.5v0.5o40的合成方法，具体制备方法如下：
13、将0.58g(0.01mol)85％ h3po4，0.6g(0.0025mol)alcl3·h2o，0.22g(0.0012mol)v2o5，14.4g(0.11mol)moo3溶于150ml去离子水中，在80℃下搅拌6小时，冷却至室温后，过滤除去不溶的钼酸盐和钒酸盐，将得到的多酸溶液在85℃水浴中蒸发24h，得到橙黄色晶体h5pmo11al0.5v0.5o40；称取h5pmo11al0.5v0.5o40 3.54g(2mmol)溶于10ml水中，得到h5pmo11al0.5v0.5o40溶液；称取氯化胆碱(ch)0.28g(2mmol)溶解于10ml水中加热搅拌至完全溶解，得到氯化胆碱溶液；将所述氯化胆碱溶液缓慢滴加到所述h5pmo11al0.5v0.5o40溶液中，室温搅拌12小时，减压抽滤，去离子水反复洗至agno3溶液检测没有白色沉淀析出，真空干燥得到温控型非均相杂多酸催化剂chh4pmo11al0.5v0.5o40。
14、本专利技术的目的之二：提供一种根据上述合成方法合成的温控型非均相杂多酸催化剂。
15、本专利技术的目的之三：提供一种所述的温控型非均相杂多酸催化剂在木质素转化中的应用。
16、进一步地，所述木质素为生物质除去纤维素、半纤维素后获得的木质素。
17、本专利技术的目的之四：提供一种所述的温控型非均相杂多酸催化剂降解木质素的方法，包括以下步骤：
18、将木质素和温控型非均相杂多酸催化剂加入反应溶剂中反应，反应结束后冷却，取出反应溶液过滤去除残渣，使用旋转蒸发仪进行第一次旋转蒸发，将甲醇蒸发出去，然后将旋转蒸发后的产物用二氯甲烷和蒸馏水萃取得到有机相，再加入无水硫酸镁除去多余水，再次使用旋转蒸发仪进行第二次旋转蒸发，将二氯甲烷蒸发出去，得到木质素油状产物。
19、进一步地，在温控型非均相杂多酸催化剂降解木质素的方法中，所述木质素与温控型非均相杂多酸催化剂的质量比为2∶1。
20、进一步地，在温控型非均相杂多酸催化剂降解木质素的方法中，木质素和温控型非均相杂多酸催化剂反应的温度为140～160℃，时间为120～240min，木质素和温控型非均相杂多酸催化剂的反应在搅拌条件下进行，转速为400～600rpm。
21、进一步地，在温控型非均相杂多酸催化剂降解木质素的方法中，所述反应溶剂为甲醇或者甲醇/水，甲醇/水指的是甲醇和水的混合溶剂，当反应溶剂为甲醇和水的混合溶剂时，甲醇和水的体积比为8∶2或6∶4。
22、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
23、(1)本专利技术用于降解木质素的催化剂为温控型非均相杂多酸催化剂，通过al原子和氯化胆碱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，首先以Al和V原子对Mo原子进行部分替换，合成均相杂多酸H5PMo11Al0.5V0.5O40，再通过离子交换法加入氯化胆碱合成温控型非均相多酸催化剂ChnH5-nPMo11Al0.5V0.5O40，n为Ch的个数，n取整数。
2.根据权利要求1所述的温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，所述H3PO4、AlCl3·H2O、V2O5和MoO3的摩尔比为1∶0.25∶0.12∶11。
4.根据权利要求2所述的温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，所述加热的温度为80～90℃，时间为6h。
5.根据权利要求2所述的温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，所述水浴的温度为80～90℃，时间为24h。
6.根据权利要求2所述的温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，滴加氯化胆碱溶液后，搅拌的温度为18～22℃，时间为12h。
7.一种温控型
8.权利要求7所述的温控型非均相杂多酸催化剂在木质素转化中的应用。
9.一种权利要求7所述的温控型非均相杂多酸催化剂降解木质素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的温控型非均相杂多酸催化剂降解木质素的方法，其特征在于，所述木质素与温控型非均相杂多酸催化剂的质量比为2∶1。
...【技术特征摘要】
1.一种温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，首先以al和v原子对mo原子进行部分替换，合成均相杂多酸h5pmo11al0.5v0.5o40，再通过离子交换法加入氯化胆碱合成温控型非均相多酸催化剂chnh5-npmo11al0.5v0.5o40，n为ch的个数，n取整数。
2.根据权利要求1所述的温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，所述h3po4、alcl3·h2o、v2o5和moo3的摩尔比为1∶0.25∶0.12∶11。
4.根据权利要求2所述的温控型非均相杂多酸催化剂的合成方法，其特征在于，所述加热的温度为80～90℃，时间为6h。
【专利技术属性】
技术研发人员：徐文彪，邓昊宇，张丹，李翔宇，时君友，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。