[发明专利]一种碳基固体酸催化剂及其在木质纤维素解聚中的应用

权利要求书

1.一种碳基固体酸催化剂的制备方法，特征在于，包括如下步骤：

(1)将木质素磺酸盐与磺化试剂按照1:1～1:20g/mL的比例混合后，在温度为120℃～200℃的条件下反应4～24h，反应完成后停止加热，待降至室温后对反应体系进行过滤，过滤所得的滤液留存备用，滤渣经清洗、烘干后制得碳基固体酸催化剂前驱体；

(2)将步骤(1)制得碳基固体酸催化剂前驱体与氧化试剂按照1:25～1:125g/mL的比例进行混合，在30℃～70℃下反应30～120min，待反应结束后，将得到的反应产物经过滤和干燥处理后，得到碳基固体酸催化剂。

2.根据权利要求1所述的碳基固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的磺化试剂选自浓硫酸、发烟硫酸或者三氧化硫中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的碳基固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的氧化剂选自双氧水、次氯酸钠和高锰酸钾溶液中的一种，所述的氧化剂的质量浓度为1％～30％。

4.权利要求1所述的碳基固体酸催化剂的制备方法制备得到的碳基固体酸催化剂。

5.权利要求4所述的碳基固体酸催化剂在木质纤维素解聚中的应用。

6.根据权利要求5所述的碳基固体酸催化剂在木质纤维素解聚中的应用，其特征在于，所述的木质纤维素解聚的反应体系是水相和/或离子液体相。

7.根据权利要求6所述的碳基固体酸催化剂在木质纤维素解聚中的应用，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将碳基固体酸催化剂和木质纤维素按照质量比为1:4～4:1混合后加入水或离子液体得到混合液，木质纤维素与的混合液的比例为1:20～1:100g/mL，在115℃～160℃下反应3～16h后得到反应液，将过滤后的反应液洗涤烘干后，分离得到碳基固体酸催化剂和木质纤维素残渣；

(2)向步骤(1)得到的木质纤维素残渣中加入pH为4.0～6.0的柠檬酸钠和柠檬酸缓冲液，按每克木质纤维素残渣加入10～40FPU/g的纤维素酶的量再加入纤维素酶，木质纤维素残渣与柠檬酸钠和柠檬酸缓冲液的混合溶液中木质纤维素残渣的质量分数是20％，在37℃～55℃下反应，得到糖类溶液。

8.根据权利要求6所述的碳基固体酸催化剂在木质纤维素解聚中的应用，其特征在于，包括如下步骤：将碳基固体酸催化剂和木质纤维素按照质量比为1:4～4:1混合后加入离子液体与水的混合溶剂中进行混合得到混合液，木质纤维素与的混合溶剂的比例为1:20～1:100g/mL，混合溶剂中离子液体的质量分数为1％～100％，混合液在110℃～150℃下反应2～10h得到糖类溶液。

9.根据权利要求7或8所述的碳基固体酸催化剂在木质纤维素解聚中的应用，其特征在于，所述的木质纤维素选自玉米芯、能源草、甘蔗渣、稻壳和桉木中的一种。

10.根据权利要求7或8所述的碳基固体酸催化剂在木质纤维素解聚中的应用，其特征在于，所述的离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐或1-丁基-3-甲基咪唑氯盐。