[发明专利]一种生物基单分散碳微球固体酸催化剂的制备方法及其在合成生物燃料中的应用

摘要

一种生物基单分散碳微球固体酸催化剂的制备方法及其在合成生物燃料中的应用，属于废弃生物质资源化与新能源开发领域。本发明公开了一种直接以废弃生物质油茶果壳为原料，通过水热碳化结合磺化反应技术制备单分散碳微球固体酸催化剂的方法。由于低成本原料的使用，催化剂的生产成本显著降低，因此适合大规模工业化生产。由于单分散球形微观结构和芳香碳骨架的构建，所制备催化剂在5‑羟甲基糠醛与乙醇醚化合成生物燃料5‑乙氧基甲基糠醛的反应中表现出极高的活性和稳定性。在最佳反应条件下，5‑乙氧基甲基糠醛的产率可达67.2%。分离回收的催化剂经活化后可再次使用，其催化效果基本保持不变。

主权项

1.一种生物基单分散碳微球固体酸催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤；（1）分别将一定量废弃油茶果壳粉末原料和间苯三酚加入至去离子水中，充分溶胀后将悬浊液转移至聚四氟乙烯内衬不锈钢水热反应釜中进行水热反应；所使用的原料为废弃油茶果壳粉末，间苯三酚、油茶果壳粉末、去离子水的质量比为1：4：150，水热反应釜的填充度为60%，水热反应温度为230℃，水热反应时间为24h，水热反应升温速率为5℃/min；（2）反应结束后，经离心、洗涤、干燥步骤，得到单分散芳香碳微球载体；（3）称取一定量单分散芳香碳微球载体加入至3~9ml浓硫酸中，在90~150℃下进行磺化反应3~12h；单分散芳香碳微球载体和浓硫酸的质量比为1:55；（4）反应结束后，将催化剂在85℃下用去离子水洗涤数次直至洗涤液呈中性，然后在100℃下干燥12h后最终得到催化剂产品；（5）通过场发射扫描电子显微镜和红外光谱表征证明，所制备催化剂具有尺寸均一的球形微观形貌和芳香碳骨架且表面富含磺酸基。