[发明专利]一种制备超高热稳定的碳硅复合固体超强酸及可逆调控其热稳定性方法

权利要求书

1.一种制备超高热稳定的碳硅复合固体超强酸及可逆调控其热稳定性方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）称取水热催化碳化法制备的竹碳BC 1.0 g、氢氧化钠0.6g和蒸馏水20 mL加入到100mL圆底烧瓶中，在100℃下进行处理12小时，以溶胀竹炭，反应结束后冷却至室温，处理后的混合液用6 mol·L^-1盐酸溶液调节其pH至8-9，加入0.7g三甲基溴化铵CTMA，于60 ^oC水浴搅拌处理6小时，处理后的混合液经过滤、用蒸馏水充分洗涤、100℃干燥8小时获得固体混合物CTMA-BC；然后将磨碎的CTMA-BC粉料用蒸馏水于50℃水浴搅拌将其分散，往其中滴加浓度为0.55 mol·L^-1硅溶胶22 mL，于50 ^oC水浴搅拌3小时，反应结束后过滤、洗涤，100℃干燥8小时，所得固体样品在氮气氛中250℃下脱水5h获得黑色固体CTMA-SiO₂-BC，CTMAB-SiO₂-BC固体经碾磨得到粉料，称取此粉体材料2 g，加入3 mol·L^-1硝酸铵60mL，于100 ^oC下交换3次，每次3小时，过滤、洗涤，再在100℃干燥8小时得到去除CTMA的粉体材料；最后称取此粉体材料2 g，加入浓硫酸20 mL，于 100 ^oC下磺化3小时，获得的磺化材料用蒸馏水洗涤至滤液无硫酸根为止，在100 ^oC干燥8小时得到生物碳基固体超强酸SIBCSA；

（2）将步骤（1）所得的SIBCSA材料通过在反应釜中水蒸气处理来可逆调控其磺酸基的热稳定性，水蒸气处理的样品SIBCSA-H₁，SIBCSA通过在反应釜中水蒸气处理与在管式炉中热处理进行组合实现其磺酸基热稳定性的可逆调控，处理的样品分别标记为SIBCSA-H₁-T、SIBCSA-T-H₁和SIBCSA-H₁-T-H₁。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中SIBCSA的水蒸气处理温度为100-150 ^oC，其水蒸气处理时间为8-14 h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中SIBCSA的水蒸气处理温度和时间分别为120 ^oC和10 h时，获得的SIBCSA-H₁的磺酸基具有超高热稳定性和比SIBCSA更强的超强酸性。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中制备的SIBCSA-H₁-T、SIBCSA-T-H₁和SIBCSA-H₁-T-H₁材料水蒸气处理温度和时间分别为120 ^oC和 10 h；其管式炉中温度和时间分别为250 ^oC和5 h。

5.一种催化糠醇醇解合成乙酰丙酸正丁酯的方法，该方法包括在催化剂的作用下，其特征在于，所述催化剂为权利要求1中所述的SIBCSA-H₁，其用量以磺酸计为糠醇用量的0.5-2.5mol%，糠醇与正丁醇的摩尔比为1：40-1：130，反应温度为80-110 ^oC，反应时间为2-16 h。