[发明专利]一种基于凹土基催化剂催化纤维木质素的阿魏酸酯制备方法

权利要求书

1.一种基于凹土基催化剂催化纤维木质素的阿魏酸酯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用凹凸棒土制备负载型凹土基催化剂SO₄^2-/ZrO₂-ATP：将去离子水、凹凸棒土及ZrOCl₂·8H₂O混合，进行搅拌处理，以氨水调节pH值至9～10，室温下老化，过滤，纯水洗涤至无氯离子，干燥，然后进行研磨，在H₂SO₄溶液中浸渍，过滤，干燥，再进行焙烧处理，研磨后过100目筛，制得凹土基固体催化剂SO₄^2-/ZrO₂-ATP；

步骤2、以木质纤维为原料制备分离木质素：木质纤维原料经碱法或酶法处理得到碱木质素或酶解木质素。

步骤3、凹土基催化剂SO₄^2-/ZrO₂-ATP催化木质素在低分子醇中解聚并定向转化为阿魏酸酯：在反应釜中加入木质素、SO₄^2-/ZrO₂-ATP催化剂及低分子醇，密封后通入氮气，排出釜内空气，再升温，反应1～3小时；反应结束后迅速水冷，过滤，制得阿魏酸酯的醇溶液；

所述低分子醇为甲醇或乙醇。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中去离子水、凹凸棒土及ZrOCl₂·8H₂O的配比(ml/g/g)为200:50：(5～50)；搅拌温度为40～50℃，搅拌时间为1.5-2.5小时；老化时间为20-28小时；干燥温度为95℃-115℃，干燥时间为9-15小时；浸渍时间为3-5小时，H₂SO₄溶液的浓度为2mol/L；焙烧温度为450-550℃，焙烧时间为3小时。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述木质纤维原料为农作物秸秆、玉米芯、蔗渣或竹屑中的一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阿魏酸酯为阿魏酸甲酯或阿魏酸乙酯中的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中木质纤维原料经碱法处理得到碱木质素具体为：将木质纤维原料粉碎，按照料液比(g/ml)为10:50～100将粉碎后的木质纤维原料加入到碱溶液中，碱溶液的浓度为1％～5％，105～110℃反应2小时；反应结束后过滤，滤液采用10％的硫酸调节pH至3.0～3.5，此时会有大量沉淀产生，过滤，热水洗涤，干燥后制得碱木质素；或是来自造纸工业中的碱木质素。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所用碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中木质纤维原料经酶法处理得到酶解木质素具体为：将木质纤维素原料粉碎，按照料液比(g/ml)为10:50～100将粉碎后的木质纤维素原料加入1～5％H₂SO₄中，H₂SO₄的浓度为1％～5％，100～150℃水解1～5小时，固液分离后再进行酶水解，底物浓度10～20％，纤维素酶用量为20～30FPIU/克底物，木聚糖酶用量为10～20FPIU/克底物，调节pH至4.8，50℃酶解48～72小时，过滤、干燥，得酶解木质素；或是来自木质纤维原料酶法水解工业中得到的木质素。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中木质素、SO₄^2-/ZrO₂-ATP催化剂和低分子醇的配比(g/g/ml)为1：(0.5～2)：15。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中密封后通入氮气3-8分钟；升温至200～250℃。