[发明专利]一种耐高温可再生炭基固体酸催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种耐高温可再生炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于将薯类经切片烘干预处理后，进行高温短时灼烧碳化，然后与浓硫酸磺酸化，过滤、清洗、干燥，得最终产品；具体步骤如下：

（1）预处理：以来源广泛的薯类为原料，用水清洗去除泥沙杂质后，切片，厚度为1~20mm，在40~120℃下干燥0.5~4h；

（2）碳化：将步骤（1）得到的薯类置于马弗炉中灼烧碳化，碳化温度为200~450℃，碳化时间为15min    ~2.5h，将碳化后的黑色固体研磨成固体颗粒，得碳化样品；

（3）磺酸化：将步骤（2）所得碳化样品与浓硫酸按照w/v 的比例为1g:5~20 ml混合，在不断搅拌的条件下进行磺酸化反应，搅拌速度为100~1800rpm，温度为70~200℃，时间为0.5h~5h；

（4）后处理：将步骤（3）得到的磺酸化样品进行过滤或离心，收集固体样品，并用水充分洗涤直至中性，最后收集固体样品，干燥后得最终产品炭基固体酸催化剂。

2.根据权利要求1所述的炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于，所述薯类包括红薯、甘薯、马铃薯、芋头、木薯、山药以及由薯类制备的淀粉类产品中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于，步骤（1）和（4）中，所述的干燥方式包括：冷冻干燥、鼓风干燥、热风干燥、微波干燥、真空干燥、微波-热风耦合干燥、热风-真空干燥中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的搅拌方式包括：机械搅拌、磁力搅拌、涡旋搅拌、旋转搅拌、震荡搅拌中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的温度控制方式包括：摇床加热、水浴锅加热、电磁炉加热、电炉加热、微波加热、电热套加热中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于，步骤（1）中切片用切丁、或切成其他形状代替。

7.根据权利要求1所述的炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于，步骤（3）中浓硫酸的浓度为70~98%。

8.根据权利要求1所述的炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于，步骤（4）中离心的转速为3000~12000rpm。

9.根据权利要求1所述的炭基固体酸催化剂及其制备方法，其特征在于，所述炭基固体酸催化剂使用后催化活性消失，通过以下步骤使其催化活性再生：将失活后的催化剂与浓硫酸按照w/v的比例为1g:10~20ml混合，在不断搅拌的条件下进行磺酸化反应，搅拌速度为100~1800rpm，温度为80~180℃，时间为2h~5h；所述浓硫酸的浓度为70~98%。