[發明專利]一種復合碳基固體酸催化劑的制備方法及其在木質纖維素液化中的應用

有效

• 申請號: 201911243796.2
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111097448B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 陳新德;彭芬;郭海軍;李清林;張海榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: B01J27/02
• 分類號: B01J27/02;B01J35/10;B01J37/00;B01J37/04;B01J37/08;C10L1/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

1.一種復合碳基固體酸催化劑在木質纖維素液化中的應用，其特征在于，包括如下步驟：依次將木質纖維素原料、液化溶劑和復合碳基固體酸催化劑加入到反應容器中，攪拌均勻，催化反應得到生物基多元醇，所述的反應條件為：反應溫度100~180℃，攪拌轉速200~800?rpm，反應時間1.0~6.0?h，木質纖維素原料與液化溶劑的質量比為1:（2~20），木質纖維素原料與復合碳基固體酸催化劑的質量比為（1~5）:1；

所述的復合碳基固體酸催化劑的制備方法，包括如下步驟：在預處理后的生物質水解殘渣中邊攪拌邊滴加活化劑進行活化反應，所述的活化劑選自濃硫酸與磷酸的混合物或發煙硫酸與磷酸的混合物，生物質水解殘渣與活化劑的質量比為1:?2~20，活化時間為2~10h，活化溫度為50~150℃，活化反應后立即加入冷水結束反應，經后處理后得到生物質炭；將所述的生物質炭和凹凸棒石加入反應容器中混合均勻得到反應原料，生物質炭與凹凸棒石的質量比為（1~3）:1，再向所述的反應原料中滴加磺化劑進行磺化反應，所述的磺化劑選自濃硫酸、發煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸和氨基磺酸中的一種以上，所述的反應原料與磺化劑的質量比為1:（5~20），磺化溫度為80~200℃，磺化時間為3~20?h，磺化反應后立即加入冷水結束反應，經后處理后得到復合型碳基固體酸催化劑。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，預處理后的生物質水解殘渣的預處理的具體步驟為：將生物質水解殘渣反復洗滌至濾液接近中性，將洗滌后的生物質水解殘渣放入105℃鼓風烘箱中干燥，粉碎過40目篩，球磨12?h，即得到預處理后的生物質水解殘渣。

3.根據權利要求1或2所述的應用，其特征在于，所述的生物質選自水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈、甘蔗渣和木粉中的一種。

4.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，磺化反應的攪拌轉速為100~500?rpm。

5.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，活化反應中，生物質水解殘渣與活化劑的質量比為1:?4~10，活化時間為4~8?h，活化溫度為100~150℃，生物質炭與凹凸棒石的質量比為（1~2）:1。

6.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，磺化反應中，所述的反應原料與磺化劑的質量比為1:（10~16），磺化溫度為150~180℃，磺化時間為4~12?h。

7.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述的液化溶劑選自丙三醇、聚乙二醇400、乙二醇和二甘醇中的一種以上。