[发明专利]一种磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)硫醚杂化石墨烯的制备：取0.1～1g石墨烯和5～20ml卤代烷A在20～50℃搅拌均匀；再加入0.2～3g卤素，在10～80℃条件下反应至溶液无色，而后蒸馏出未反应的卤代烷A和卤素；再加入10～50ml的有机胺溶剂，搅拌均匀；再加入0.1～1g无水硫化物，130～170℃反应2～6h；再加入卤代烷B0.3～1g，140～180℃反应2～6h后停止反应，清洗产物，除去反应剩余物，干燥，得到的硫醚杂化石墨烯；

(2)磺化硫醚杂化石墨烯的制备：取0.05～1g步骤(1)中得到的硫醚杂化石墨烯投入10～30mL 98％浓硫酸中，在40～80℃条件搅拌均匀；再逐滴加入发烟硫酸或氯磺酸0.12g～0.24g，反应1～3h；将反应混合液缓慢加入到过量的去离子水中，形成沉淀；用去离子水将沉淀物洗至中性，干燥，即得到磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂。

2.根据权利要求1所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中的卤代烷A为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、氯乙烷、溴乙烷和四氯化碳中的至少一种；所述有机胺溶剂为N,N-二乙基甲酰胺、己内酰胺、N-烷基己内酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述硫化物为Na₂S、K₂S、Li₂S、Rb₂S和Cs₂S中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中的卤代烷B为卤代苯。

4.根据权利要求3所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于所述卤代苯为氯苯或溴苯。

5.根据权利要求1-4任一所述方法得到的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂。

6.一种磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于取权利要求5所述的催化剂70～110mg，以3～7ml离子液体为溶剂，加入0.6～1.2g碳水化合物，在130-180℃反应1～8h，然后利用乙酸乙酯萃取得到5-羟甲基糠醛。

7.根据权利要求6所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于所述碳水化合物为纤维素、纤维二糖、葡萄糖和果糖中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于所述离子液体为N-甲基咪唑类离子液体。

9.根据权利要求8所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于所述N-甲基咪唑类离子液体为溴化1-乙基-3-甲基咪唑、氯化1-丁基-3-甲基咪唑、溴化1-丁基-3-甲基咪唑和氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑中的至少一种。

10.根据权利要求6所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于取权利要求5所述的催化剂70～110mg，以3～7ml溴化1-乙基-3-甲基咪唑为溶剂，加入0.6～1.2g碳水化合物，于140～160℃反应2～6h，然后利用乙酸乙酯萃取得到5-羟甲基糠醛。