[发明专利]一种固体酸催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种固体酸催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：将中草药残渣依次进行碳化和磺化，得到固体酸催化剂；所述碳化的温度为600～800℃。通过本发明提供的方法能够将中草药残渣转化为高附加值的固体酸催化剂，提供了一种新型、普适、绿色、高值化的中草药残渣利用途径。与现有技术相比，本发明提供的方法不受中草药残渣来源、种类和上游工艺路线等影响，具有广泛的普适性；本发明所制备的固体酸催化剂具有原料廉价、制备路线简单、活性和稳定性优异等优点，具有良好的实际应用前景。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种固体酸催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们对健康问题的重视，社会对药物的需求及新药的研发生产速度都在不断升高。中药作为中国传统医药，具有一些西药不可替代的优势，在中国甚至世界范围内越来越受到人们的重视。蒙药作为典型的民族药，是蒙古族人民的智慧结晶，蒙药的生产和使用规模也在不断增加。中药和蒙药在提取有效成分后会剩余大量固体残渣，随着中蒙药生产规模的增加，这些固体残渣的处理和再利用问题日益突出。目前，这些残渣废弃物的处理方式以堆放、填埋或焚烧为主，堆放会占用大量土地空间，填埋也需占用大量空间且存在二次污染的可能，而焚烧造成资源浪费且易引发环境污染。另一方面，这些处理方式也增加了企业的成本，影响了企业的经济效益。随着人们环保意识和可持续发展意识的增强，如何实现中蒙药残渣的高值化再利用、推动中蒙药行业的绿色可持续发展，成为了企业和社会亟待解决的问题。

除了堆放、填埋或焚烧等低值化处理方式外，目前也逐渐形成了一些更高附加值的利用方式，主要包括：将中草药残渣加工为饲料直接饲喂、通过发酵生产饲料及饲料添加剂、制作有机肥料、用于食用菌栽培、厌氧发酵生产沼气、生产生物絮凝剂、造纸和生物活性物质再提取等。这些利用方式在一定程度上实现了中草药残渣的再利用，增加了再利用过程的附加值。但上述利用方式也存在一些缺点和不足，如作为饲料或饲料添加剂时，存在吸收和生物利用率低的问题，用于食用菌栽培、厌氧发酵生产沼气等则受到中草药残渣具体种类、来源及残渣组成的限制，用于造纸则存在后续污染的问题。

因此，由于中草药残渣种类多样、结构组成复杂、成分易受上游提取工艺影响等原因，使得现有利用方式受到一定限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体酸催化剂的制备方法，本发明以中草药残渣为原料制备固体酸催化剂，能够提高中草药残渣的附加值，且本发明提供的方法不受中草药残渣来源、种类和上游工艺的影响，具有普适性；本发明制备的固体酸催化剂具有优异的活性和稳定性，具有广阔的应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将中草药残渣依次进行碳化和磺化，得到固体酸催化剂；所述碳化的温度为600～800℃。

优选地，所述碳化的时间为1～5h。

优选地，由室温升至所述碳化的温度的升温速率为1～20℃/min。

优选地，所述碳化在保护性气氛中进行。

优选地，所述磺化包括氯磺酸磺化和浓硫酸磺化。

优选地，所述氯磺酸磺化的方法包括以下步骤：

将碳化得到的碳载体和有机溶剂混合，得到碳载体分散液；

将所述碳载体分散液和氯磺酸混合，在回流条件下进行第一磺化反应，得到固体酸催化剂。

优选地，所述浓硫酸磺化的方法包括以下步骤：

将碳化得到的碳载体和浓硫酸混合，在氮气气氛中进行第二磺化反应，得到固体酸催化剂。