本發明專利技術涉及一種催化劑的制備，特別是復合碳基固體酸催化劑的制備方法，其工藝步驟為：制備復合型樹脂、碳化、水洗抽濾及烘干、磺化反應。本發明專利技術技術方案的特點：1、原料來源廣泛、易得。本發明專利技術利用可再的生物質基為原料，也就是本發明專利技術所述的碳水化合物為原料，具有原料成本低廉、來源廣泛；2、采用交聯劑將生物質基經過改性后，進過碳化后形成的碳化樹脂，比直接碳化生物質更加有利于形成多稠環的碳核結構基體，同時該碳化樹脂的機械強度和穩定性高于現有技術；3、本發明專利技術的碳化樹脂在磺化過程中不易形成易溶解的小分子化合物，從而可鏈接更多的磺酸基團，使本復合碳基固體酸催化劑的重復使用性、催化活性和酸度有了較大提高。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種催化劑的制備，特別是。
技術介紹
固體酸催化劑是達到綠色化工的必然選擇，目前國內外研究報道的固體酸催化齊U，主要有苯乙烯磺酸樹脂、聚四氟乙烯磺酸樹脂和固體碳磺酸催化劑。苯乙烯磺酸樹脂存在耐熱性差的缺點，這樣就限制了其應用范圍；聚四氟乙烯磺酸樹脂雖然具有較高的熱穩定性，但是其昂貴的價格使其在化工過程中的應用受到了限制。近年來，固體碳磺酸催化劑的制備和應用受到了學術界的重視。人們已經開發了以多環芳烴類、糖類(如葡萄糖等)、天然物質(如木材、核桃、小米以及木質素等)為原料，經過部分碳化，然后硫酸磺化而得的多種固體炭磺酸，并在某些精細有機合成以及生物質轉化中具有良好的催化效果。但是，這些方法獲得的材料受碳源基體來源的限制，或原料來源貴，或產物粉體化嚴重導致機械強度差等；所制備的材料屬于粉末狀的軟性材料，表面呈致密結構，孔徑不發達且難以調控，酸性不是很理想且表面的酸性位在液相反應中容易流失。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種催化活性較高、穩定性和重復使用性好、生產成本低廉、酸度較高的。為實現上述專利技術目的，本專利技術的技術方案為一種，其工藝步驟為I)制備復合型樹脂按重量份I : 5-10將碳水化合物與重量百分比濃度為10%的腐植酸鈉水溶液在攪拌狀態下混合均勻，然后按上述腐植酸鈉水溶液與碳水化合物的粉末總重量的5-10%和5-10. 5%的交聯劑和催化劑，在N2氣氛下，攪拌、加熱到80-98°C，反應4-12小時后，在真空狀態下脫水、干燥，得復合樹脂；2)碳化將上述復合樹脂研磨至200目左右，在300_450°C、N2氣氛下進行碳化4-12小時后，冷卻至室溫；3)水洗抽濾及烘干在上述步驟2)得到的碳化樹脂粉末中，加入80_100°C的熱水進行洗滌，抽濾直至濾液到中性后，在100-120°C下烘干6-12h，得碳化樹脂粉末；4)磺化反應取I重量份的碳化樹脂粉末和10_26ml磺化劑相混合，在N2氣氛與攪拌下，在80-240°C反應6-16h后，冷卻至室溫，放入冷水中進行抽濾回收磺化劑，然后用80-100°C的熱水進行洗滌、抽濾直至濾液澄清，沒有S042_被檢出為止，在110-120°C下烘干2_6h，得復合碳基固體酸催化劑。上述碳水化合物為蔗糖、葡萄糖、淀粉、纖維素、木質素中的一種或其任意比例的混合物。上述交聯劑為醛類化合物中的甲醛、苯甲醛及其衍生物中的一種或其任意比例的混合物。上述催化劑為強酸或過渡金屬的鹽。上述真空狀態的真空度為O. 08MPa左右。上述磺化劑為重量百分比濃度為98%濃硫酸或氯磺酸或發煙硫酸。。 本專利技術技術方案的特點1、原料來源廣泛、易得。本專利技術利用可再的生物質基為原料，也就是本專利技術所述的碳水化合物為原料，具有原料成本低廉、來源廣泛；2、采用交聯劑將生物質基經過改性后，進過碳化后形成的碳化樹脂，比直接碳化生物質更加有利于形成多稠環的碳核結構基體，同時該碳化樹脂的機械強度和穩定性高于現有技術；3、本專利技術的碳化樹脂在磺化過程中不易形成易溶解的小分子化合物，從而可鏈接更多的磺酸基團，使本復合碳基固體酸催化劑的重復使用性、催化活性和酸度有了較大提高。具體實施例方式以下將通過具體的實施例對本專利技術做進ー步的闡述實施例I :(I)制備復合型樹脂在室溫下，取粒度在190 μ m左右的蔗糖4g，加入到盛有40g質量濃度為10%的腐植酸鈉溶液的燒杯中，磁力攪拌30分鐘左右攪拌均用后，將其轉移至配有電磁攪拌、溫度計、回流冷凝管和分水器的三ロ瓶中，然后加入2. 3ml作為交聯劑的福爾馬林和2. 2g作為催化劑的對甲苯磺酸；通入N2進行攪拌、加熱回流，加熱溫度達到80°C時，保持溫度不變反應12h ;然后在O. OSMPa下真空脫水后干燥4h，得黒色塊狀復合型樹脂；(2)碳化將上述塊狀復合型樹脂研磨至200目左右后，置于炭化爐中在N2保護下，在450°C碳化8h后，冷卻到室溫；(3)水洗抽濾及烘干將上述碳化后的復合型樹脂粉末，加入80°C左右的熱水進行洗滌，抽濾直至濾液澄清為中性后，置于烘箱中干，得亮黑色碳化樹脂粉末，收集備用；(4)磺化反應在備有電磁攪拌、溫度計、回流冷凝管的三ロ瓶中，加入2g上述備用的碳化樹脂粉末和20ml98%濃硫酸，油浴加熱攪拌，通入N2，在120°C反應IOh后，將冷卻至室溫并抽濾回收濃硫酸，然后用80°C左右的熱水對固體進行洗滌，再用蒸餾水洗滌，抽濾直至濾液澄清，沒有S042_被檢出為止，烘干得目標產物；滴定法測得酸量為1.23mm0l/g。實施例2-7 在上述實施例I的エ藝步驟的基礎上，改變碳水化物、交聯劑、催化劑和エ藝技術條件，具體見下表權利要求1.一種，其工藝步驟為 O制備復合型樹脂按重量份I :5 —10將碳水化合物與質量濃度為10%的腐植酸鈉水溶液在攪拌狀態下混合均勻，然后按上述腐植酸鈉水溶液與碳水化合物總重量的5 —10%和5 —10. 5%的交聯劑和催化劑，在N2氣氛下，攪拌、加熱到80— 98°C，反應4一 12小時后，在真空狀態下脫水、干燥，得復合樹脂； 2)碳化將上述復合樹脂研磨至200目左右，在300—450°C、N2氣氛下進行碳化4一 12小時后，冷卻至室溫； 3)水洗抽濾及烘干在上述步驟2)得到的碳化樹脂粉末中，加入80-100°C的熱水進行洗滌，抽濾直至濾液到中性后，烘干得碳化樹脂粉末； 4)磺化反應取I重量份的碳化樹脂粉末和12—46重量份的磺化劑相混合,在N2氣氛與攪拌狀態下，加熱到80—240°C反應6 — 16h后，冷卻至室溫，放入冷水中進行抽濾回收磺化劑，然后用80-100°C的熱水進行洗滌、抽濾直至濾液澄清，沒有SO/—被檢出為止，烘干得復合碳基固體酸催化劑。2.根據權利要求I所述的，其特征在于上述碳水化合物為蔗糖、葡萄糖、淀粉、纖維素、木質素中的一種或其任意比例的混合物。3.根據權利要求2所述，其特征在于上述交聯劑為醛類化合物中的福爾馬林、苯甲醛的一種或其任意比例的混合物。4.根據權利要求3所述的，其特征在于上述催化劑為強酸或氯化鋅。5.根據權利要求4所述的，其特征在于上述真空狀態的真空度為O. 08MPa左右。6.根據權利要求5所述的，其特征在于上述磺化劑為98%濃硫酸或氯磺酸或發煙硫酸。全文摘要本專利技術涉及一種催化劑的制備，特別是，其工藝步驟為制備復合型樹脂、碳化、水洗抽濾及烘干、磺化反應。本專利技術技術方案的特點1、原料來源廣泛、易得。本專利技術利用可再的生物質基為原料，也就是本專利技術所述的碳水化合物為原料，具有原料成本低廉、來源廣泛；2、采用交聯劑將生物質基經過改性后，進過碳化后形成的碳化樹脂，比直接碳化生物質更加有利于形成多稠環的碳核結構基體，同時該碳化樹脂的機械強度和穩定性高于現有技術；3、本專利技術的碳化樹脂在磺化過程中不易形成易溶解的小分子化合物，從而可鏈接更多的磺酸基團，使本復合碳基固體酸催化劑的重復使用性、催化活性和酸度有了較大提高。文檔編號C07C69/24GK102614917SQ20121005247公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日專利技術者劉萬毅, 孫媛, 李冰, 梁世嬌, 胡奇林, 陳靜 申請人:寧夏大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉萬毅，李冰，陳靜，梁世嬌，孫媛，胡奇林，
申請(專利權)人：寧夏大學，
類型：發明
國別省市：
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