[发明专利]一种蜂窝体碳基固体酸催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备催化剂的方法，特别涉及一种蜂窝体碳基固体酸催化剂的制备方法，属化工制备技术领域。

背景技术

生物柴油是优质的石化柴油替代品。目前，生物柴油研究最多的是化学法，传统均相催化法制备生物柴油存在废液多、催化剂分离困难、工艺复杂等缺点。固体酸、碱催化剂非均相催化制备生物柴油不仅可避免传统均相酸碱催化过程中催化剂分离比较难，存在废液多、副反应多和乳化现象等问题，而且反应条件温和，催化剂可重复使用，容易采用自动化连续生产，对设备无腐蚀，对环境无污染。目前采用固体酸、碱催化剂催化制备生物柴油成为研究的热点。因此，制备蜂窝状碳基固体酸催化剂对制备生物柴油有很大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蜂窝体碳基固体酸催化剂的制备方法，通过下列技术方案实现。

一种蜂窝体碳基固体酸催化剂的制备方法，经过下列各步骤：

（1）基础物料配制：将碳基材料、酸性溶液与碳酸氢钠按质量比为100︰5～10︰2～5进行混合，再加入蒸馏水至搅拌成糊状，并将其放入底部分布有通气小孔的模具中；

（2）催化剂蜂窝体成型：将步骤（1）所得模具在60～100℃下恒温加热15～30分钟；此时混合物中的酸与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳，使碳基物料内形成蜂窝状孔隙；

（3）不完全碳化：将步骤（2）恒温加热后的模具置于马弗炉内在250～300℃下恒温加热2～5h，使碳基材料部分碳化和灰化，即得到蜂窝体碳基固体酸催化剂（具有蜂窝体结构的碳基固体酸催化剂）。

所述步骤（1）的碳基材料为淀粉、蔗糖、纤维素或葡萄糖。

所述步骤（1）的酸性溶液是质量浓度为20～30%的硫酸或对甲苯磺酸溶液。

本发明具有下列优点和积极效果：

本发明采用碳基材料作为填充物制备蜂窝状催化剂的工艺简单，催化剂的比表面大，制备成本低，所得蜂窝体碳基固体酸催化剂可回收重复利用。

具体实施方式

下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。

实施例1

（1）基础物料配制：将碳基材料淀粉、质量浓度为20%的硫酸溶液与碳酸氢钠按质量比为100︰5︰2进行混合，再加入蒸馏水至搅拌成糊状，并将其放入底部分布有通气小孔的模具中；

（2）催化剂蜂窝体成型：将步骤（1）所得模具在60℃下恒温加热15分钟；此时混合物中的酸与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳，使碳基物料内形成蜂窝状孔隙；

（3）不完全碳化：将步骤（2）恒温加热后的模具置于马弗炉内在250℃下恒温加热2h，使碳基材料部分碳化和灰化，即得到蜂窝体碳基固体酸催化剂（具有蜂窝体结构的碳基固体酸催化剂）。

实施例2

（1）基础物料配制：将碳基材料蔗糖、质量浓度为30%的对甲苯磺酸溶液与碳酸氢钠按质量比为100︰10︰5进行混合，再加入蒸馏水至搅拌成糊状，并将其放入底部分布有通气小孔的模具中；

（2）催化剂蜂窝体成型：将步骤（1）所得模具在100℃下恒温加20分钟；此时混合物中的酸与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳，使碳基物料内形成蜂窝状孔隙；

（3）不完全碳化：将步骤（2）恒温加热后的模具置于马弗炉内在260℃下恒温加热5h，使碳基材料部分碳化和灰化，即得到蜂窝体碳基固体酸催化剂（具有蜂窝体结构的碳基固体酸催化剂）。

实施例3

（1）基础物料配制：将碳基材料纤维素、质量浓度为30%的硫酸溶液与碳酸氢钠按质量比为100︰5︰3进行混合，再加入蒸馏水至搅拌成糊状，并将其放入底部分布有通气小孔的模具中；

（2）催化剂蜂窝体成型：将步骤（1）所得模具在90℃下恒温加热30分钟；此时混合物中的酸与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳，使碳基物料内形成蜂窝状孔隙；

（3）不完全碳化：将步骤（2）恒温加热后的模具置于马弗炉内在250℃下恒温加热3h，使碳基材料部分碳化和灰化，即得到蜂窝体碳基固体酸催化剂（具有蜂窝体结构的碳基固体酸催化剂）。

实施例4

（1）基础物料配制：将碳基材料葡萄糖、质量浓度为25%的对甲苯磺酸溶液与碳酸氢钠按质量比为100︰6︰2进行混合，再加入蒸馏水至搅拌成糊状，并将其放入底部分布有通气小孔的模具中；

（2）催化剂蜂窝体成型：将步骤（1）所得模具在70℃下恒温加热20分钟；此时混合物中的酸与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳，使碳基物料内形成蜂窝状孔隙；

（3）不完全碳化：将步骤（2）恒温加热后的模具置于马弗炉内在300℃下恒温加热2h，使碳基材料部分碳化和灰化，即得到蜂窝体碳基固体酸催化剂（具有蜂窝体结构的碳基固体酸催化剂）。