含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂及其制备与应用，属于纤维素水解制取高附加值平台化合物领域。将三氯蔗糖在氮气的保护下，于300～500℃不完全炭化0.5～20小时，再加入浓硫酸，100～200℃磺化反应1～20小时，将反应混合物加到水中分离出固体，再用水洗涤至中性、干燥即可得到含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂。所得固体酸催化剂用于水解纤维二糖和/或纤维素。本发明专利技术制备方法工艺简单、制备时间短、能耗低；所得固体酸催化剂活性高，选择性高，易回收，对设备无腐蚀，是环境友好型固体酸催化剂，能高效地催化晶体纤维、通过离子液体预处理后的再生纤维和球磨后的纤维素，适用于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纤维素水解制取高附加值化合物领域，涉及一种含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂及其制备与应用。
技术介绍
生物燃料是地球上唯一的可持续的有机碳来源，它被认为是代替石油用来制造燃料、化学品和碳基材料的理想原料。然而由于使用淀粉、糖类和植物油等生物燃料引起的2007年到2008年的食品价格上扬导致了食物与燃料的冲突。于是人们转向开发利用木质纤维素，一种更便宜、储量更大的不可食用的生物燃料，来避免威胁粮食安全。纤维素是木质纤维素的最主要组成成分，是一种由葡萄糖单元组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂。传统的纤维素水解方法各有弊端至今无法实现大规模工业化。固体催化剂在很多方面具有均相催化剂和生物催化剂所不具备的优点。相对于均相催化剂，固体催化剂不会腐蚀设备，利于生产的长期稳定进行；固体催化剂便于从产物中得到分离，不存在回收难问题，不会有洗涤废液的排放。相对于酶催化剂，固体催化剂的造价低，稳定性好，寿命长，催化底物谱广。然而，由于是固固反应，固体酸的催化位点与纤维素水解的反应的作用位点即β -1, 4糖苷键的接触几率相较于均相催化剂小。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）不完全炭化：将三氯蔗糖在氮气的保护下，在温度为300～500℃不完全炭化0.5～20小时，得到黑色的固体粉末；（2）浓硫酸磺化：将步骤（1）所得固体粉末在氮气保护下，加入浓硫酸，100～200℃磺化反应1～20小时；得到的反应混合物加入到水中分离出固体，再用水洗涤至中性、干燥即可得到含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)不完全炭化:将三氯蔗糖在氮气的保护下，在温度为300 500°C不完全炭化0.5 20小时，得到黑色的固体粉末； (2)浓硫酸磺化:将步骤(I)所得固体粉末在氮气保护下，加入浓硫酸，100 200°C磺化反应I 20小时；得到的反应混合物加入到水中分离出固体，再用水洗涤至中性、干燥即可得到含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂。2.根据权利要求1所述的含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂的制备方法，其特征在于: 步骤(2)中所述的固体粉末的质量与浓硫酸的体积比优选为Ig:5 20mL。3.根据权利要求1所述的含催化活性基团和吸附基团的固体酸催化剂的制备方法，其特征在于: 步骤(2)中所述的浓硫酸为质量浓度大于等于96%的浓硫酸； 步骤(2)中所述的分离出固体为通过减压抽滤或过滤的方法实现； 步骤(2)中所述的用水洗涤为用80°C以上的蒸馏水洗涤； 步骤(2)中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄文勇，宗敏华，胡双岚，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：