CN109603905A - 一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109603905A CN109603905A CN201811481566.5A CN201811481566A CN109603905A CN 109603905 A CN109603905 A CN 109603905A CN 201811481566 A CN201811481566 A CN 201811481566A CN 109603905 A CN109603905 A CN 109603905A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- jujun grasses
- solid catalyst
- charcoal base
- base solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 title claims abstract description 58
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 title claims abstract description 33
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000012954 diazonium Substances 0.000 claims abstract description 15
- HRFBRMUMYWGLEQ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylethenyl)benzene-1,4-diamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C(C=CC=2C=CC=CC=2)=C1 HRFBRMUMYWGLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- -1 carbon 2,5- Diaminostilbene Chemical compound 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 150000001989 diazonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Substances [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 241000219000 Populus Species 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-O diazynium Chemical compound [NH+]#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 238000009656 pre-carbonization Methods 0.000 claims 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 10
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 10
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 10
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 abstract description 8
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 8
- YCPXWRQRBFJBPZ-UHFFFAOYSA-N 5-sulfosalicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(S(O)(=O)=O)=CC=C1O YCPXWRQRBFJBPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N EtOH Substances CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/0215—Sulfur-containing compounds
- B01J31/0229—Sulfur-containing compounds also containing elements or functional groups covered by B01J31/0201 - B01J31/0214
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法，属于固体催化剂的制备技术领域。本发明的巨菌草多孔炭基固体催化剂的制备方法为在常压下将巨菌草热解得到预炭化产物；用5‑磺基水杨酸活化预炭化产物得到活化前驱体，通过绝氧热解工艺制得巨菌草基多孔炭载体，最后采用2,5‑二氨基‑1,4‑苯二磺酸重氮盐作为磺化剂制备巨菌草多孔炭基固体催化剂。所制备的催化剂可用于纤维素的水解反应，还原糖产率较高。本发明制备方法简便易行、催化活性高、热稳定性好，且主要原料可再生、成本低、环境友好。该方法为固体催化剂的制备提供了新途径。
Description
技术领域
本发明属于固体催化剂的制备技术领域，更具体涉及一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法。
背景技术
纤维素水解是生物质资源转化利用中最为关键的一步，如在转化为生物乙醇或者其他化学品时，首先要将其水解成葡萄糖。传统的纤维素水解方法主要有酸水解、酶解、超临界水解等，但这些方法分别存在对设备腐蚀严重、成本较高、反应条件苛刻等弊端。因此，开发一种绿色、高效、易分离的非均相固体催化剂很有必要。从原料来源和环境来考虑，利用生物质不完全炭化制备炭基固体催化剂具有一定的研究价值和应用价值。
作为理想的催化剂载体必须具备比表面积高、孔容量大、化学稳定性优异等特点，而生物质多孔炭刚好满足以上几点特征：1、热力学性质稳定，耐高温；2、化学结构稳定，耐酸碱；3、比表面积大，能更有效的负载磺酸基团；4、表面官能团丰富，易于与磺酸基团发生反应，形成化学键，从而负载上磺酸基团。近几年，以葡萄糖、蔗糖、纤维素、玉米芯和淀粉等各种生物质作为炭载体制备生物质炭基固体催化剂均有报道，但其表面结构多半为球状；而作为纤维素含量较高、木质素含量较低的巨菌草炭化后在电镜下呈现多孔结构，具有较高的比表面，因此，它是生物质多孔炭的理想原料。
巨菌草属于单子叶多年生植物，对温度和土壤要求不高，适应能力强，植株高大，生物量大，一年可以长高5-7m，最高产量达300t/m2，为已知人工种植植物的最高产量。若以巨菌草为原料，研发出具有优异性能、高附加值的衍生物，可进一步扩大巨菌草的经济效益和环境效益。目前，巨菌草在生物质发电、纤维板、生物乙醇等领域已有应用，而在催化剂载体方面鲜有报道。本发明以来源丰富且可再生的巨菌草为原料，将其热解炭化为多孔炭载体，接着用2,5-二氨基对苯二磺酸重氮盐磺化制备生物质多孔炭基固体催化剂，并应用于纤维素的水解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法，解决产物与催化剂分离难度大、回收能力差以及催化效率低的问题。所使用的活化剂为5-磺基水杨酸，不仅可以提高催化剂酸量，而且还可以通过调整工艺参数来有效控制孔径大小；所制得的巨菌草多孔炭基固体催化剂具有催化活性高、热稳定性好、易回收利用等特点。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
（1）预炭化产物的制备：将巨菌草原料置于通入N2的管式炉中，300 ℃隔绝氧加热，加热速率为3~10 ℃ min-1，在常压下热解1~3 h后降至室温，得到预炭化产物；
（2）活化前驱体的制备：将获得的预炭化产物与活化剂进行以质量比1:5~5:1混合，加入适量去离子水，搅拌2 h，该溶液在60 ℃下干燥至恒重，得到活化前驱体；
（3）巨菌草基多孔炭载体的制备：将活化前驱体置于通入N2的管式炉中，升温至400~550 ℃隔绝氧加热，加热速率为3~10 ℃ min-1，在常压下充分热解3~6 h后降至室温，获得的黑色固体粉末经过去离子水洗涤，在60 ℃下干燥至恒重，得到巨菌草基多孔炭载体。
（4）巨菌草多孔炭基固体催化剂的制备：将步骤（3）所获得的巨菌草基多孔炭载体用2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐磺化，磺化温度4~8 ℃，磺化时间1~6 h，得到巨菌草多孔炭基固体催化剂。
所述巨菌草基多孔炭载体与2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐的质量比为1:6。
所述2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐的制备为：将13.0 g 2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸分散在75mL 1mol/L HCl溶液中；使用冰水浴将温度控制在0-5℃；然后将83mL1mol/L NaNO2逐滴加入烧瓶中，搅拌50 min；过滤，得到白色沉淀物，冷水洗涤后干燥备用，即得到2,5-二氨基-1,4-二磺酸重氮盐。
如上所述的巨菌草多孔炭基固体催化剂在纤维素水解的应用。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明以巨菌草为原料，通过常压热解法得到多孔炭载体，再磺化后制备得到巨菌草多孔炭基固体催化剂。本发明的原料来源丰富、可再生、价格低廉、生产工艺简便易行，适合用作纤维素转化为葡萄糖工业用催化剂。
（2）本发明所制备的催化剂具有多孔、稳定和制备条件温和等特点，而且含氧基团较多可以保证较高的磺酸基密度，丰富的孔结构能使水解时磺酸基与纤维素有较大的反应接触面，从而具有较好的催化效率。
（3）本发明所用的磺化剂为2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐，比浓硫酸更环保，而且能提供更多的磺酸基团，从而提高催化效率。
附图说明
图1是本发明的实施例1所制备的巨菌草多孔炭基固体催化剂的SEM图片；
图2是本发明的实施例2所制备的巨菌草多孔炭基固体催化剂的SEM图片；
图3是本发明的实施例3所制备的巨菌草多孔炭基固体催化剂的SEM图片；
图4是本发明实施的制备流程图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
采用本发明所述方法，按照上述工艺步骤，先后进行了预炭化产物、活化前驱体、多孔炭载体和多孔炭基固体催化剂的制备，最终得到巨菌草多孔炭基固体催化剂。
本发明巨菌草多孔炭基固体催化剂的用途是催化纤维素水解为还原糖。
以下是发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
实施例1
（1）取1 g巨菌草原料置于通入N2的管式炉中，在300 ℃下进行隔绝氧加热，加热速率为5 ℃ min-1，保温时间为2 h，在常压下充分热解之后随炉冷却至室温，研磨后得到预炭化产物；
（2）取1.0 g 5-磺基水杨酸和（1）中获得的预炭化产物1.0 g放入烧杯中，再加入20 mL的去离子水，磁力搅拌2 h后倒入蒸发皿中，在60 ℃烘箱中干燥至恒重，得到黑色固体粉末，即为活化前驱体混合物；
（3）将（2）中2.0 g活化前驱体混合物置于通入N2的管式炉中，在400 ℃下进行隔绝氧加热，加热速率为5 ℃ min-1，保温时间为4 h，在常压下充分热解之后随炉冷却至室温，获得的黑色固体粉末经过抽滤洗涤后，在60 ℃下干燥至恒重，得到巨菌草多孔炭载体；将2g多孔炭载体与12g 2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐分散在水中，5℃下搅拌反应3 h，随后在室温下搅拌反应 8 h，稀释洗涤，直至滤液接近中性，60℃干燥12 h，得到巨菌草多孔炭基固体催化剂。
图1为实施例1所制得巨菌草多孔炭基固体催化剂的扫描电镜图片。从图中可以明显看出，催化剂为多孔结构，孔洞密集、均匀，可使得水解时磺酸基与反应物接触面更大，从而提高催化剂效率。经测试，该催化剂的磺酸基密度为1.18mmol/g，将其用于纤维素的水解反应时，还原糖产率为47.76%。
实施例2
（1）取1 g巨菌草原料置于通入N2的管式炉中，在300 ℃下进行隔绝氧加热，加热速率为5 ℃ min-1，保温时间为2 h，在常压下充分热解之后随炉冷却至室温，研磨后得到预炭化产物；
（2）取1.0 g 5-磺基水杨酸和（1）中获得的预炭化产物0.5 g，将它们放入烧杯中，再加入20 mL的去离子水，进行磁力搅拌2 h后，倒入蒸发皿中，在60 ℃烘箱中干燥至恒重，得到黑色固体粉末，然后研磨得到活化前驱体混合物；
（3）将（2）中1.5 g活化前驱体混合物置于通入N2的管式炉中，在450 ℃下进行隔绝氧加热，加热速率为5 ℃ min-1，保温时间为4 h，在常压下充分热解之后随炉冷却至室温，获得的黑色固体粉末经过抽滤洗涤后，在60 ℃下干燥至恒重，得到巨菌草多孔炭载体；接着将2g多孔炭载体与12g 2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐分散在水中，5℃下搅拌反应 3h，随后在室温下搅拌反应 8 h，稀释洗涤，直至滤液接近中性，60℃干燥12 h，得到巨菌草多孔炭基固体催化剂，其SEM图片如附图2所示。经测试，该催化剂磺酸基密度为1.24mmol/g，还原糖产率为48.51%。
实施例3
（1）取1 g巨菌草原料置于通入N2的管式炉中，在250 ℃下进行隔绝氧加热，加热速率为5 ℃ min-1，保温时间为2 h，在常压下充分热解之后随炉冷却至室温，研磨后得到预炭化产物；
（2）取1.5 g 5-磺基水杨酸和（1）中获得的预炭化产物0.5 g，将它们放入烧杯中，再加入20 mL的去离子水，进行磁力搅拌2 h后，倒入蒸发皿中，在60 ℃烘箱中干燥至恒重，得到黑色固体粉末，然后研磨得到活化前驱体混合物；
（3）将（2）中2.0 g活化前驱体混合物置于通入N2的管式炉中，在500 ℃下进行隔绝氧加热加热速率为5 ℃ min-1，保温时间为4 h，在常压下充分热解之后随炉冷却至室温，获得的黑色固体粉末经过抽滤洗涤后，在60 ℃下干燥至恒重，得到巨菌草多孔炭载体；接着将2g多孔炭载体与12g 2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐分散在水中，5℃下搅拌反应 3 h，随后在室温下搅拌反应 8 h，稀释洗涤，直至滤液接近中性，60℃干燥12 h，得到巨菌草多孔炭基固体催化剂，其SEM图片如附图3所示。经测试，该催化剂磺酸基密度为1.31mmol/g，还原糖产率为49.14%。
对比例
（1）取1 g巨菌草原料置于通入N2的管式炉中，在250 ℃下进行隔绝氧加热，加热速率为5 ℃ min-1，保温时间为2 h，在常压下充分热解之后随炉冷却至室温，研磨后得到预炭化产物；
（2）取1.5 g 5-磺基水杨酸和（1）中获得的预炭化产物0.5 g，将它们放入烧杯中，再加入20 mL的去离子水，进行磁力搅拌2 h后，倒入蒸发皿中，在60 ℃烘箱中干燥至恒重，得到黑色固体粉末，然后研磨得到活化前驱体混合物；
（3）将（2）中2.0 g活化前驱体混合物置于通入N2的管式炉中，在500 ℃下进行隔绝氧加热加热速率为5 ℃ min-1，保温时间为4 h，在常压下充分热解之后随炉冷却至室温，获得的黑色固体粉末经过抽滤洗涤后，在60 ℃下干燥至恒重，得到巨菌草多孔炭载体；接着将炭载体与浓硫酸按照1g:20mL比例混合，180℃下搅拌反应 2 h，稀释洗涤，直至滤液接近中性，60℃干燥12h，得到巨菌草多孔炭基固体催化剂。经测试，该催化剂磺酸基密度为1.08mmol/g，还原糖产率为42.25%，低于实施例3中还原糖产率。
Claims (10)
1.一种巨菌草多孔炭基固体催化剂的制备方法，其特征在于：首先将巨菌草粉末在常压下热解得到预炭化产物；将预炭化产物活化得到活化前驱体，再利用热解绝氧工艺制得巨菌草基多孔炭载体，最后以2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐作为磺化剂制备巨菌草多孔炭基固体催化剂。
2.根据权利要求1所述的巨菌草多孔炭基固体催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预炭化产物的制备：将巨菌草粉末置于通入N2的管式炉中，隔绝氧加热，在常压下热解后降至室温，得到预炭化产物；
（2）活化前驱体的制备：将预炭化产物与活化剂混合，加水搅拌2 h，在60 ℃下干燥至恒重，得到活化前驱体；
（3）巨菌草基多孔炭载体的制备：将活化前驱体置于通入N2的管式炉中，升温绝氧加热，在常压下充分热解后降至室温，所得黑色固体粉末经去离子水洗涤，在60 ℃下干燥至恒重，得到巨菌草基多孔炭载体；
（4）巨菌草多孔炭基固体催化剂的制备：将步骤（3）所得的巨菌草基多孔炭载体用2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐磺化，得到巨菌草多孔炭基固体催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的预炭化温度为300℃，加热速率为3~10 ℃ min-1，保温时间为1~3 h。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的活化剂为5-磺基水杨酸。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中活化剂与预炭化产物的质量比为1:5~5:1。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中加热温度为400~550 ℃，加热速率为3~10 ℃ min-1，保温时间为3~6 h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐的制备为：将13.0 g 2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸分散在75mL 1mol/L HCl溶液中；使用冰水浴将温度控制在0-5℃；然后将83mL 1mol/L NaNO2逐滴加入烧瓶中，搅拌50 min；过滤，得到白色沉淀物，冷水洗涤后干燥备用，即得到2,5-二氨基-1,4-二磺酸重氮盐。
8. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中磺化温度为4~8 ℃，磺化时间为1~6 h；其中所述巨菌草基多孔炭载体与2,5-二氨基-1,4-苯二磺酸重氮盐的质量比为1:6。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的巨菌草多孔炭基固体催化剂。
10.一种如权利要求9所述的巨菌草多孔炭基固体催化剂在用于水解纤维素上的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811481566.5A CN109603905B (zh) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | 一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811481566.5A CN109603905B (zh) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | 一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109603905A true CN109603905A (zh) | 2019-04-12 |
| CN109603905B CN109603905B (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=66006478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811481566.5A Active CN109603905B (zh) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | 一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109603905B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112044450A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-12-08 | 昆明理工大学 | 一种酸碱双功能生物质碳基催化剂及其制备方法 |
| CN114409300A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-29 | 福州大学 | 一种超声辅助碱催化磺化巨菌草分离废液降解产物制备分散剂的方法 |
| CN116550391A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-08-08 | 山东科技大学 | 用于有机质固体热解的巨菌草多孔炭基催化剂的制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100286421A1 (en) * | 2007-08-01 | 2010-11-11 | Bethala Lakshmi Anu Prabhavathi Devi | Novel glycerol-based heterogeneous sold acid catalysts useful for the esterification of fatty acids, a process and use thereof |
| CN102029188A (zh) * | 2010-11-15 | 2011-04-27 | 西北农林科技大学 | 一种高比表面积炭基固体酸催化剂及其制备方法 |
| CN103084187A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-05-08 | 常州大学 | 一种碳基固体酸及其制备方法 |
| CN103709010A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-04-09 | 河北工业大学 | 一种由环己烯、羧酸和水反应合成环己醇方法 |
| CN107098327A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-08-29 | 福州大学 | 基于木棉纤维的生物质多孔炭片的制备方法及应用 |
| CN107099382A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-08-29 | 仇颖莹 | 一种环保生物柴油的制备方法 |
| CN108097312A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-01 | 河南金土地科技服务有限公司 | 一种木质纤维素基固体酸催化剂的制备方法及其应用 |
| CN108126655A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-06-08 | 环境保护部华南环境科学研究所 | 一种氧化铁改性的巨菌草生物炭的制备方法 |
| CN108273526A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-13 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种磺化碳质固体酸催化剂及其制备方法和用途 |
-
2018
- 2018-12-05 CN CN201811481566.5A patent/CN109603905B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100286421A1 (en) * | 2007-08-01 | 2010-11-11 | Bethala Lakshmi Anu Prabhavathi Devi | Novel glycerol-based heterogeneous sold acid catalysts useful for the esterification of fatty acids, a process and use thereof |
| CN102029188A (zh) * | 2010-11-15 | 2011-04-27 | 西北农林科技大学 | 一种高比表面积炭基固体酸催化剂及其制备方法 |
| CN103084187A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-05-08 | 常州大学 | 一种碳基固体酸及其制备方法 |
| CN103709010A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-04-09 | 河北工业大学 | 一种由环己烯、羧酸和水反应合成环己醇方法 |
| CN107099382A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-08-29 | 仇颖莹 | 一种环保生物柴油的制备方法 |
| CN107098327A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-08-29 | 福州大学 | 基于木棉纤维的生物质多孔炭片的制备方法及应用 |
| CN108126655A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-06-08 | 环境保护部华南环境科学研究所 | 一种氧化铁改性的巨菌草生物炭的制备方法 |
| CN108097312A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-01 | 河南金土地科技服务有限公司 | 一种木质纤维素基固体酸催化剂的制备方法及其应用 |
| CN108273526A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-13 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种磺化碳质固体酸催化剂及其制备方法和用途 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高鸿宾等: "《实用有机化学辞典》", 31 July 1997 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112044450A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-12-08 | 昆明理工大学 | 一种酸碱双功能生物质碳基催化剂及其制备方法 |
| CN112044450B (zh) * | 2020-07-17 | 2021-06-15 | 昆明理工大学 | 一种酸碱双功能生物质碳基催化剂及其制备方法 |
| CN114409300A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-29 | 福州大学 | 一种超声辅助碱催化磺化巨菌草分离废液降解产物制备分散剂的方法 |
| CN114409300B (zh) * | 2022-01-27 | 2022-10-14 | 福州大学 | 一种超声辅助碱催化磺化巨菌草分离废液降解产物制备分散剂的方法 |
| CN116550391A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-08-08 | 山东科技大学 | 用于有机质固体热解的巨菌草多孔炭基催化剂的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109603905B (zh) | 2022-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108511204B (zh) | 一种氧氮共掺杂多孔中空碳微球的制备方法 | |
| CN105271203B (zh) | 多孔共掺杂石墨烯及其制备方法 | |
| CN109603905A (zh) | 一种巨菌草多孔炭基固体催化剂及其制备方法 | |
| CN109704334B (zh) | 一种木质素基介孔碳材料的制备方法 | |
| CN109354018B (zh) | 一种高比表面积活性炭微球的制备方法 | |
| CN112624083A (zh) | 一种改性的木质素基硬炭微球的制备方法及应用 | |
| CN112010302A (zh) | 一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法 | |
| CN107706417B (zh) | 一种锂离子电池球形炭负极材料的制备方法 | |
| CN102218342A (zh) | 一种高效磺化炭固体酸催化剂的制备方法 | |
| CN107190367A (zh) | 氮硫共掺杂多孔碳纤维的制备方法 | |
| CN113403038B (zh) | 基于秸秆废弃物的复合相变储能材料的制备方法 | |
| CN114538408B (zh) | 一种微氧热解制备高电催化活性生物炭的方法 | |
| CN111646468B (zh) | 一种熔盐耦合气体活化剂一步法制备生物质活性炭的方法 | |
| WO2018227842A1 (zh) | 一种用于生产富芳烃生物燃油的催化剂及其制备方法 | |
| CN110586131A (zh) | 一种磺化椰壳活性炭固体酸催化剂的制备方法 | |
| CN110563040A (zh) | 一种用于电催化析氢的二硫化钨纳米片的制备方法 | |
| CN108940327B (zh) | 一种硫碳基固体酸催化剂的制备方法 | |
| Lower et al. | Catalytic graphitization of biocarbon for lithium‐ion anodes: a minireview | |
| CN117585665A (zh) | 一种钠离子电池硬碳负极材料及其制备方法 | |
| CN112844409A (zh) | 生物质秸秆基磁性固体酸催化剂的制备方法及应用 | |
| CN115784230B (zh) | 一种炭复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN112429732A (zh) | 一种木质素基成型活性炭及其制备方法 | |
| CN111908443A (zh) | 一种自掺杂多孔碳的制备方法 | |
| CN102505186B (zh) | 一种磁性磺化碳基纳米纤维及其制备方法和应用 | |
| CN116692858A (zh) | 钠离子电池生物质硬碳负极材料的制备方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |