[发明专利]一种硫化氧化锆柱撑蒙脱土复合型催化材料及其制备和在生物质水解中的应用

权利要求书

1.一种硫化氧化锆柱撑蒙脱土复合材料，其特征在于：所述的硫化氧化锆柱撑蒙脱土复合材料是将硫化氧化锆柱撑入蒙脱土层间而得到。

2.一种如权利要求1所述的硫化氧化锆柱撑蒙脱土复合材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)将蒙脱土和去离子水混合，搅拌均匀得蒙脱土悬浮液；

(2)将制备原料2的水溶液置于60-80℃水浴加热，以氨水调节pH，将其水解得到锆的羟基水合物；所述制备原料2选自下列一种或几种的组合：氯氧化锆、醋酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氯化锆、异丙醇锆；

(3)再向锆的羟基水合物溶液中加入制备原料3进行硫酸化，搅拌回流2-5h，得到插层溶液；所述制备原料3选自下列一种或几种的组合：硫酸铵、硫酸、硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、氯磺酸、2-己基-1-癸醇硫酸氢酯；所述制备原料3与锆的羟基水合物的投料比以硫锆摩尔比计为0.1-1.0；

(4)将步骤(3)所制得的插层溶液逐滴加入蒙脱土悬浮液中，将此浆液在沸腾的温度下继续搅拌回流2-5h；所述蒙脱土与插层溶液中的锆的投料比为0.1-2g：0.01mol；

(5)将步骤(4)所得的浆液水洗多次后离心分离，离心所得的固体在80～120℃恒温干燥箱中干燥5-24h；

(6)将(5)干燥后的固体研磨成粉末倒入石英槽中，再将石英槽放入程序升温马弗炉中，使样品处于恒温区；密封好后，设定马弗炉升温程序，以1-10℃/min的速率将温度从室温上升到200℃-800℃，恒温1-6h，焙烧结束后自然冷却，得到产物硫化氧化锆柱撑蒙脱土复合材料。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述制备原料2为氯氧化锆；所述制备原料3选自硫酸铵。

4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述制备原料3与锆的羟基水合物的投料比以硫锆摩尔比计为0.1-0.5，最优选0.5。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述蒙脱土与插层溶液中的锆的投料比为1g：0.01mol。

6.如权利要求1或2或5所述的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，以1-5℃/min的速率将温度从室温上升到400-600℃，恒温4-6h；优选以1℃/min的速率将温度从室温上升到500℃，恒温5h。

7.如权利要求1所述的硫化氧化锆柱撑蒙脱土复合型材料作为催化剂在生物质水解制备还原糖中的应用；所述生物质为纤维素、木质素或粉碎的稻草秸秆。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述应用的具体步骤为：称取一定量的生物质置于具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再称取一定质量的硫化氧化锆柱撑蒙脱土复合型材料倒入反应釜中，加入一定量的去离子水并搅拌均匀；将反应釜密封好后，升温至100℃-400℃后开始计时反应1h-12h，反应结束后，使反应釜自然冷却到室温，使固液分离，得到含有还原糖的液体产物。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于：所述生物质与硫化氧化锆柱撑蒙脱土复合型材料的质量比为0.5：1-8:1，优选为1:4。

10.如权利要求8或9所述的应用，其特征在于：水解反应温度为180-200℃，更优选200℃；反应时间为2-3h，更优选2h。