玉米秸秆衍生碳基固体酸的制备及其催化纤维素水解糖化

以玉米秸秆为原料,通过碳化-磺化法制备了碳基固体酸（CSA）,采用XRD、FTIR、XPS、SEM、阳离子交换与返滴定法等手段对其结构形貌进行表征,并考察了制备条件对固体酸表面活性基团含量与催化活性的影响。以NaOH/尿素冻融预处理后的纤维素为底物,研究了CSA催化纤维素水解糖化的效果与条件。结果表明：NaOH/尿素冻融预处理能够有效辅助固体酸催化纤维素水解,在350℃碳化2h、100℃磺化5h条件下制备的CSA催化性能最好,其酸量达3.94mmol/g,其中磺酸基、羧基、酚羟基含量分别为1.09mmol/g、1.36mmol/g、1.49mmol/g。在m(CSA)∶m(纤维素)=3∶1、水解温度200℃、水解时间为0.5h的条件下,纤维素水解还原糖得率与转化率分别为47.1%和63%。CSA循环利用3次催化活性下降不大。本研究可为废弃生物质原料制备的固体酸催化纤维素水解转化利用提供科学参考。     

碳基固体酸的制备与应用研究进展

碳基固体酸材料具有制备简单、热稳定性好、质子酸性强、催化活性高等优点,已成为国内外固体酸催化剂研究的热点。本文综述了碳基固体酸的制备方法及其应用,不同制备条件对碳基固体酸酸性的影响。     

一种新型硫掺杂碳基固体酸的制备及应用

以纤维素和升华硫为原料进行共碳化得到硫碳材料,含有噻吩、亚砜、二硫化物等多种硫存在形式,将这种碳载体在双氧水-冰醋酸体系中氧化制备碳基固体酸催化剂。这种催化剂不仅含有磺酸基,还增加了砜基并保留了载体中原有的硫存在形式。将所制备的碳基固体酸催化剂用于纤维素水解反应,以还原糖的产率为考察指标评价其催化性能,并探究了碳基固体酸的最佳水解条件以及重复利用性。     

微纳米磁固体酸制备及水解性能研究

为了回收利用非均相水解过程的固体酸,分别采用共混和二氧化硅包裹制备了碳基和硅基微纳米磁固体酸,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)等对其进行了表征,并测定了其磁性和水解性能。研究表明:硅基磁固体酸和碳基磁固体酸的饱和磁化强度分别为10.06 emu/g、9.32 emu/g;在150℃下,水解纤维素5 h,采用硅基固体酸的水解率可达52.6%,是碳基固体酸的2.1倍;另外,硅基固体酸具有明显的核-壳结构,更适于固体酸的回收利用。     

磁性碳基固体磺酸催化剂的制备及其催化性能研究

以自制纳米四氧化三铁、葡萄糖、发烟硫酸为原料,采用水热合成法制得了具有磁性的碳基固体磺酸催化剂.利用SEM、FTIR、VSM和TG等手段对催化剂进行了表征,评价了催化剂用于纤维素水解的催化活性.结果表明：在最佳炭化温度160℃、最佳磺化温度70℃下制备的催化剂的表面酸量达1.43 mmol·g-1,纤维素水解中的总还原糖（TRS）产率和葡萄糖产率分别达到48.2％和27.6％;且催化剂具有强磁性,可实现与产物的快速分离.     

碳基固体酸催化剂的制备与应用

碳基固体酸是一种新型固体酸催化剂。本文介绍了碳基固体酸催化剂酸量高、催化活性和选择性好、易回收再生使用和对设备腐蚀性小等优点,归纳了碳基固体酸催化剂按普通、多孔和有序中孔等不同结构进行的分类,总结了各类碳基固体酸催化剂的制备方法及其在有机反应中的应用。     

绿豆碳基固体酸催化剂的制备及其活性研究

以绿豆为原料,采用碳化-磺化法制备了一种新型碳基固体酸催化剂,对其理化特性进行了表征,并考察了其催化油酸甲酯化活性。研究表明,催化剂中硫元素含量为8.671%,傅里叶红外转换光谱验证了磺酸基功能团的存在。研究表明,较适宜的碳化时间为15 min,碳化温度为350℃,磺酸化时间为1 h,磺酸化温度为80℃。催化剂重复利用5次后及催化活性再生后再重复利用5次,催化转化率依然维持在68%左右。微波可以辅助催化油酸甲酯化反应的进行,微波功率为400 W,温度为65℃时,油酸甲酯化的转化率高达87%左右。总体而言,研究中自制绿豆碳基固体酸催化剂是一种性能稳定、绿色环保的固体酸催化剂,可在微波辅助固体酸法制备生物柴油的工业化生产中推广应用。     

绿豆碳基固体酸催化剂的制备及其活性研究

以绿豆为原料,采用碳化-磺化法制备了一种新型碳基固体酸催化剂,对其理化特性进行了表征,并考察了其催化油酸甲酯化活性。研究表明,催化剂中硫元素含量为8.671%,傅里叶红外转换光谱验证了磺酸基功能团的存在。研究表明,较适宜的碳化时间为15 min,碳化温度为350℃,磺酸化时间为1 h,磺酸化温度为80℃。催化剂重复利用5次后及催化活性再生后再重复利用5次,催化转化率依然维持在68%左右。微波可以辅助催化油酸甲酯化反应的进行,微波功率为400 W,温度为65℃时,油酸甲酯化的转化率高达87%左右。总体而言,研究中自制绿豆碳基固体酸催化剂是一种性能稳定、绿色环保的固体酸催化剂,可在微波辅助固体酸法制备生物柴油的工业化生产中推广应用。     

磺化碳固体酸催化剂的制备及其催化性能的研究

以微晶纤维素(MCC)为原料制备了碳基磺酸化固体酸催化剂,用该磺化碳固体酸MCC进行糖化水解,考察其催化水解微晶纤维素的最优条件及碳化温度对催化剂催化活性的影响,并对其重复使用性及再生进行了研究。结果表明,反应温度180℃、反应时间6 h、催化剂用量0.15 g为最佳反应条件,最高糖产率为68.71%;400℃为最佳碳化温度。催化剂重复使用后,由于表面磺酸基团的脱落其活性有所下降,可以通过再磺化得到恢复。     

环氧树脂固定化碳基固体酸的制备和性能研究

以杨木屑为原料,用环氧树脂固定化后经碳化磺化后制备出一种新型环氧树脂固定化碳基固体酸,并通过XRD,FT-IR,SEM对其进行表征,并研究其催化活性,应用于催化油酸与甲醇酯化反应制备生物柴油。系统地考察了反应条件对油酸转化率的影响。结果表明:廉价且易制备的环氧树脂固定化碳基固体酸表现出优异的催化活性达98%,循环使用性能较好,使用多次后酯化率仍能达85%。     

碳基固体酸催化剂的制备及其催化性能的研究

以竹子为原料制备了碳基固体酸催化剂,将所制备的碳基固体酸催化剂用于油酸和甲醇的气相酯化反应,以油酸转化率为考察指标评价其催化性能.考察了碳化温度、磺化时间、磺化温度对碳基固体酸催化剂催化活性的影响,并对其重复使用性能及再生进行了研究.结果表明,碳基固体酸催化剂适宜的制备条件为:碳化温度200℃、磺化时间6 h、磺化温度...     

碳基固体酸催化Micheal加成反应的研究

碳基固体酸催化剂以其优良的催化活性和较强的选择性等优点,被广泛地应用到催化化学的各个领域,成为当前热点催化剂之一。通过水热碳化呋喃甲醛与羟乙基磺酸,合成了一类新型碳基固体酸材料,并以其为催化剂,进行Micheal加成反应。     

碳基固体酸的制备及其应用

废纸浆经酸处理、碳化制得的碳基载体与浓硫酸磺化制得碳基固体酸催化剂。用FT IR、XRD、SEM、BET、酸碱滴定进行了表征,并考察碳基固体酸在合成二氧六环中的催化性能。结果表明废纸浆碳化为无定形碳,固体酸催化剂上-SO3H基含量可达2.3mmol/g,外形上仍保持纤维状结构。在反应温度170℃,反应时间为3h,二甘醇的转化率97%,二氧六环的选择性可达80%。     

碳基固体酸催化剂的制备及催化合成油酸甲酯

以蔗糖和对甲基苯磺酸混合物为原料,采用水热法一步合成了碳基固体酸催化剂,用于催化油酸和甲醇酯化合成油酸甲酯。考察了催化剂用量、原料配比、反应时间及催化剂重复使用性等对酯化率的影响。结果表明,适宜反应条件为:催化剂用量为油酸质量的3.54%,醇酸摩尔比6∶1,反应时间7 h,酯化率可达94.96%。该催化剂尚具有一定的重复使用性。     

不同基质碳基固体酸催化剂制备及其催化酯化性能

分别以葡萄糖、蔗糖和淀粉为基质,对甲苯磺酸为磺酸基来源,采用一步碳化法制得3种碳基固体酸催化剂。用透射电子显微镜(TEM)、多点BET(Brunauer-Emmett-Teller)法(BET)、X射线衍射法(XRD)、红外光谱、元素分析和热重分析等对催化剂进行了表征,并以新型双子表面活性剂1,4-丁二醇双琥珀酸聚醚(3)正辛基混合双酯磺酸钠合成中的双酯化反应Ⅱ为探针,比较了三者的催化活性及重复性。结果表明:三种催化剂均为层状和片状的无定形碳架结构,葡萄糖基质碳基固体酸催化剂上磺酸基团含量最高,在制备工艺下均有较好的热稳定性;三者重复性均较好,其中葡萄糖基质碳基固体酸催化剂对于探针反应的催化酯化活性最好。     

碳基固体酸在硝基苯加氢制备对氨基苯酚中的应用

考察了以马铃薯淀粉为碳源制备的碳基固体酸催化剂和质量分数3%的Pt/C为加氢催化剂作用下硝基苯加氢制备对氨基苯酚的反应条件,在以酸度为2.316mmol/g的固体酸为酸性催化剂时,优化的反应条件下硝基苯的转化率100%,对氨基苯酚的选择性67.6%。总结了硝基苯加氢制备对氨基苯酚的反应机理：(1)硝基苯在Pt/C催化剂上发生加氢反应生成中间产物苯基羟胺;(2)苯基羟胺在固体酸催化剂上发生Bamberger重排反应生成对氨基苯酚;(3)主要的副反应包括：苯基羟胺进一步加氢生成苯胺,苯基羟胺歧化反应生成苯胺和亚硝基苯,苯基羟胺与亚硝基苯发生缩合反应生成副产物氧化偶氮苯。通过机理分析和实验验证,提出要提高对氨基苯酚的收率,需综合考虑硝基苯加氢过程和Bamberger重排反应过程。     

纤维素的酸预处理研究

以硫酸为纤维素的预处理剂,讨论了酸浓度、酸液温度、处理时间对纤维素聚合度的影响,结果表明:酸液浓度高于0.285mol/L,酸液温度应高于60℃,纤维素聚合度下降明显;当酸液浓度低于0.285mol/L,温度低于60℃时,纤维素聚合度下降缓慢;随降解时间的延长,纤维素聚合度下降趋势先快后慢.     

球形核壳结构磁性碳基固体酸的制备及应用

依次经水热法合成磁性Fe3O4、葡萄糖水热碳化和对甲苯磺酸焙烧磺化,制得球形核壳结构磁性碳基固体酸催化剂Fe3O4@C-SO3H,采用FTIR、XRD、VSM和TEM对其进行表征并测定酸密度。该催化剂用于催化油酸和甲醇的酯化反应,可实现与反应体系的快速分离。Fe3O4@C-SO3H用量为油酸质量的1.59%,醇酸摩尔比6∶1,反应7 h,油酸的酯化率可达80.8%。     

球形核壳结构磁性碳基固体酸的制备及应用

依次经水热法合成磁性Fe3O4、葡萄糖水热碳化和对甲苯磺酸焙烧磺化,制得球形核壳结构磁性碳基固体酸催化剂Fe3O4@C-SO3H,采用FTIR、XRD、VSM和TEM对其进行表征并测定酸密度。该催化剂用于催化油酸和甲醇的酯化反应,可实现与反应体系的快速分离。Fe3O4@C-SO3H用量为油酸质量的1.59%,醇酸摩尔比6∶1,反应7 h,油酸的酯化率可达80.8%。