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一种生物炭基大麦壳固体酸催化剂的制备方法及应用技术

技术编号:42340465 阅读:24 留言:0更新日期:2024-08-14 16:17
本发明专利技术属于固体酸催化技术领域,具体涉及一种生物炭基大麦壳固体酸催化剂的制备方法及应用,本发明专利技术以大麦壳为原料,经碱处理、浸渍、煅烧、磺化,制备得到生物炭基大麦壳固体酸催化剂,然后对利用催化剂制备5‑羟甲基糠醛工艺中的溶剂体系、催化条件进行优化,可有效催化生物质中的纤维素转化为5‑羟甲基糠醛,5‑羟甲基糠醛的产率最高可达76.33%。并且固体酸催化剂易于回收和重复使用,该催化剂在重复使用5次后无明显失活,解决了传统液态无机酸高腐蚀性,难于分离、回收的问题,降低了后续提取废液的处理难度和生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固体酸催化,具体涉及一种生物炭基大麦壳固体酸催化剂的制备方法及应用


技术介绍

1、如今,全球日益恶化的环境和迅速消耗的化石燃料已经引起了人们的极大关注。寻找化石资源的可持续替代品是不可避免的。5-羟甲基糠醛是重要的生物基平台化合物,可由葡萄糖和果糖脱水缩合形成。5-羟甲基糠醛分子中呋喃环、醛基和羟基基团的存在使其可以发生氧化、加氢、开环和聚合等反应,从而制备多种精细化学品和高分子聚合物的重要单体,如2,5-呋喃二甲酸、2,5-二甲酰基呋喃等。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖。其通过催化剂催化,水解纤维素为葡萄糖,进一步脱水得到5-羟甲基糠醛。

2、在5-羟甲基糠醛的工业生产中,常采用硫酸等液体酸作为均相催化剂对生物质进行水热催化转化。虽然该方法能够较为有效地催化玉米秸秆,小麦秸杆等生物质水解生成5-羟甲基糠醛,但是仍然存在均相催化剂回收性低、设备易腐蚀、酸性废水处理麻烦等一系列问题。因此,更多的研究人员关注于开发高效的固体酸催化剂。

3、固体酸具有安全性高、腐蚀性小、易于从体系中分离回收并可循环使用等诸多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种生物炭基大麦壳固体酸催化剂在转化含有纤维素的生物质制备5-羟甲基糠醛中的应用,其特征在于,将含有纤维素的生物质粉碎后置于反应釜中,加入生物炭基大麦壳固体酸催化剂、有机溶剂、水,加热反应5min-60min;反应结束后,冷却、分离固液,固相为生物炭基大麦壳固体酸催化剂,液相为含有5-羟甲基糠醛的反应液。

2.根据权利要求1所述的生物炭基大麦壳固体酸催化剂在纤维素转化5-羟甲基糠醛反应中的应用,其特征在于,所述生物炭基大麦壳固体酸催化剂的加入量为含有纤维素的生物质的0.6-6.0wt%。

3.根据权利要求1所述的生物炭基大麦壳固体酸催化剂在纤维素转化5-羟甲基...

【技术特征摘要】

1.一种生物炭基大麦壳固体酸催化剂在转化含有纤维素的生物质制备5-羟甲基糠醛中的应用,其特征在于,将含有纤维素的生物质粉碎后置于反应釜中,加入生物炭基大麦壳固体酸催化剂、有机溶剂、水,加热反应5min-60min;反应结束后,冷却、分离固液,固相为生物炭基大麦壳固体酸催化剂,液相为含有5-羟甲基糠醛的反应液。

2.根据权利要求1所述的生物炭基大麦壳固体酸催化剂在纤维素转化5-羟甲基糠醛反应中的应用,其特征在于,所述生物炭基大麦壳固体酸催化剂的加入量为含有纤维素的生物质的0.6-6.0wt%。

3.根据权利要求1所述的生物炭基大麦壳固体酸催化剂在纤维素转化5-羟甲基糠醛反应中的应用,其特征在于,所述加热反应温度为160-180℃。

4.根据权利要求1所述的生物炭基大麦壳固体酸催化剂在纤维素转化5-羟甲基糠醛反应中的应用,其特征在于,所述有机溶剂、水的体积比为0:100-50:50;所述有机溶剂为环戊基甲醚、四氢呋喃、乙腈、甲基异丁基酮、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的生物炭基大麦壳固体酸催化剂在转化含有纤维素的生物质制备5-羟甲基糠醛中的应用,其特征在于,所述含有纤维素的生物质是农作物秸秆,包括玉米秸秆、...

【专利技术属性】
技术研发人员:何玉财孔令辉张朝伟杨瑞青顾鑫宇冯芊杨丹唐卫胡蝶魏亚男樊博
申请(专利权)人:常州大学
类型:发明
国别省市:

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