用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂及其制备方法，涉及一种固体催化剂。提供原料廉价易得、制备工艺简单、对环境友好且能用于碳水化合物脱水合成5-HMF的一种用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂的制备方法。所述一种用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂为氧化物负载硫酸根离子或铬离子。将氧化物溶于去离子水中，然后用沉淀剂使其沉淀完全，陈化后，洗涤过滤烘干，然后将沉淀物浸泡在硫酸溶液或者铬溶液中，浸渍后，过滤，烘干，焙烧，即得用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂。不腐蚀设备，易于分离，可回收重复利用。5-HMF的得率较高。对环境友好、价格低廉、制备工艺简单、易于操作、制作过程安全可靠。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固体催化剂的制备方法，尤其是涉及一种。
技术介绍
5-羟甲基糠醛(5-HMF)是碳水化合物(如果糖、葡萄糖和蔗糖等)的酸催化反应产物，酸是催化碳水化合物转化产生5-HMF的核心催化剂。传统的酸催化剂大都是一些液体无机酸如HC1、H2S04、HN03和H3P04等，这些无机酸不仅催化活性较低，而且还存在着腐蚀设备、难以回收、污染环境等缺点([l]Watanabe M, Aizawa Y，Iida T, Aida TM, Levy C，K Sue,Inomata H. Glucose reactions with acid and base catalysts inhot compressed water at473K. Carbohydrate Research, 2005, 340(12):1925-1930. [2]Chheda J N, Roman-Leshkov Y，Dumesic J A. Production of5-hydroxymethyIfurfuraland furfural by dehydration of biomass-derived mono—and poly-saccharides. GreenChemistry, 2007，9 (4) : 342-350.)。近年来，金属氯化物尤其是&C12和&C13作为Lewis酸催化剂用于制备5HMF的研究也有不少报道，虽然OC12和&C13能够有效转化碳水化合物生成5HMF，但是它较强的毒性和较高的成本也限制了它的大规模应用([3]Zhao H B, Holladay JE, Brown H，Zhang Z C. Metal chlorides ionic I iquid solvents convert sugarsto5hydroxymethylfurfural. Science, 2007, 316(5831):1597-1600. [4]Qi X H, WatanabeM, Aida T M, Smith R L. Fast transformation of glucose and d1-/poIysaccharidesinto5hydroxymethyIfurfural by microwave heating in an ionicliquid/catalystsystem. ChemSusChem, 2010, 3(9):1071-1077.)。2010 年，Chareonlimkun 等合成了 固体酸催化剂 Ti02、Zr02 和 Ti02_Zr02 用于制备 5-HMF,但是 5-HMF 得率仅为 10% 左右([5] Chareonl imkun A, Champreda V, ShotiprukA,Laosiripojana N. Catalytic conversion of sugarcane bagasse, rice husk andcorncob in the presence of Ti02, Zr02and mixed-oxide Ti02_Zr02under hotcompressed water (HCff) condition. Bioresource Technology, 2010, 101(11):4179-4186.)，远没有达到大规模生产的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供原料廉价易得、制备工艺简单、对环境友好且能用于碳水化合物脱水合成5-HMF的一种。所述一种用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂为氧化物负载硫酸根离子或铬离子。所述氧化物可选自Ti02、ZrO2, A1203、SiO2, SnO2, Fe2O3> WO3> Ce203、MO3 等中的至少一种。所述硫酸根离子可选自H2S04、(NH4)2SO4, H2S2O8等中的一种。所述铬离子可选自Cr (NO3) 3 9H20、CrF3> CrCl3 6H20、CrBr3> Cr2 (SO4) 3 6H20 等中的一种。所述一种用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂的制备方法如下将氧化物溶于去离子水中，然后用沉淀剂使其沉淀完全，陈化后，洗涤过滤烘干，然后将沉淀物浸泡在硫酸溶液或者铬溶液中，浸溃后，过滤，烘干，焙烧，即得用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂。所述氧化物沉淀的沉淀剂可选自NH3 H2O^CO(NH2)2, (NH4) 2C03、NaOH等中的一种。所述氧化物沉淀时的pH值为8 12，陈化时间可为6 48h。所述硫酸溶液或者铬溶液的浓度可为0.1 10mol/L。所述浸溃时间为0. 5 24h。所述干燥温度为50 150°C,干燥时间为6 48h。所述焙烧温度为400 700°C，焙烧时间为2 8h。本专利技术具有以下优点(I)本专利技术制备得到的固体酸催化剂为非均相催化剂，不腐蚀设备，易于分离，可回收重复利用。(2)本专利技术制备得到的固体酸催化剂对碳水化合物具有较高的催化活性，5-HMF的得率较高。(3)本专利技术所得到的固体酸催化剂不仅能够高效催化5-HMF的合成，而且还具有对环境友好、价格低廉、制备工艺简单、易于操作、制作过程安全可靠等优点。附图说明图1为SO42VTiO2的XRD图谱。在图1中，横坐标为2 0 ( ° )，纵坐标为Intensity (a. u.)。图2为S042_/Zr02的XRD图谱。在图2中，横坐标为2 0 ( ° )，纵坐标为Intensity (a. u.)。图3为S0427Ti02_Zr02的XRD图谱。在图3中，横坐标为2 0 (° )，纵坐标为Intensity (a. u.)。图4为SO42VSnO2-Al2O3的XRD图谱。在图4中，横坐标为2 0 (° )，纵坐标为Intensity (a. u.)。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。实施例1称取18.9690g TiCl4，用I OOmL去离子水稀释至不冒白烟，然后用氨水搅拌滴定至pH= 10使沉淀完全。室温静置陈化24h,沉淀过滤后用去离子水洗漆至无氯离子(用AgNO3检测)，沉淀于110°C干燥12h。将烘干的样品研磨成粉末(约为100 120目)，按固液比为I 15向粉末中加入0. 5mol/LWH2S04溶液，600rpm搅拌浸溃6h，过滤，110°C干燥12h，将得到的SO42VTiO2置于马弗炉中，600°C焙烧4h。实施例2称取32.2250g ZrOCl2 8H20，溶于IOOmL去离子水中，然后用氨水搅拌滴定至pH= 10使沉淀完全。室温静置陈化24h,沉淀过滤后用去离子水洗漆至无氯离子(用AgNO3检测)，沉淀于110°C干燥12h。将烘干的样品研磨成粉末(约为100 120目)，按固液比为I 15向粉末中加入0. 5mol/LWH2S04溶液，600rpm搅拌浸溃6h，过滤，110°C干燥12h，将得到的SO42VZrO2置于马弗炉中，600°C焙烧4h。实施例3称取9. 4845g TiCl4 和 16. 1125g ZrOCl2 AH2O,溶于 IOOmL 去离子水中，然后用氨水搅拌滴定本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于5?羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂，其特征在于为氧化物负载硫酸根离子或铬离子。
【技术特征摘要】
1.用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂，其特征在于为氧化物负载硫酸根离子或铬离子。2.如权利要求1所述的用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂，其特征在于所述氧化物选自 Ti02、Zr02、Al203、Si02、Sn02、Fe203、W03、Ce203、MO3 中的至少一种。3.如权利要求1所述的用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂，其特征在于所述硫酸根离子选自h2so4、(NH4)2SO4^H2S2O8中的一种。4.如权利要求1所述的用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂，其特征在于所述铬离子选自 Cr (NO3) 3 · 9H20、CrF3> CrCl3 · 6H20、CrBr3> Cr2 (SO4) 3 · 6H20 中的一种。5.如权利要求1所述用于5-羟甲基糠醛合成的固体酸催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下 将氧化物溶于去离子水中，然后用沉淀剂使其沉淀完全，陈化后，洗涤过滤烘干，然后将沉淀物浸泡在...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，林鹿，胡磊，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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