[发明专利]一种多孔型酸碱双功能固体催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多孔型酸碱双功能固体催化剂的制备方法，具体步骤为：

将粘土矿物、酸单体、碱单体和水混合，得到混合物；

将所述混合物进行球磨，得到多孔型酸碱双功能固体催化剂；

所述酸单体为磺酸基三乙氧基硅烷；

所述碱单体为3-氨基三乙氧基硅烷和/或3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘土矿物、酸单体、碱单体和水的质量比为2~5：1~4：1~4：6~12。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述粘土矿物包括高岭石、蒙脱石、坡缕石和海泡石中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为250~500rpm；时间为30~180min；所述球磨用球磨珠的直径为10~40mm，球料比为4~10：2~5。

5.权利要求1~4任一项所述的制备方法制备得到的多孔型酸碱双功能固体催化剂，包括粘土矿物和以共价键的形式接枝在所述粘土矿物上的酸单体和碱单体；

所述酸单体为磺酸基三乙氧基硅烷；

所述碱单体为3-氨基三乙氧基硅烷和/或3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷。

6.根据权利要求5所述的多孔型酸碱双功能固体催化剂，其特征在于，所述多孔型酸碱双功能固体催化剂具有微介孔结构；所述催化剂的比表面积为200~500m²/g，介孔比表面积为150~400m²/g，微孔比表面积为50~100m²/g；所述催化剂的孔容为0.1~0.4cm³/g；所述催化剂的总酸度为1.8~2.9mmol/g，总碱度为0.6~1.7mmol/g。

7.权利要求5或6所述的多孔型酸碱双功能固体催化剂在水相中催化纤维素制备5-羟甲基糠醛的应用，其特征在于，所述应用的方法包括以下步骤：将所述多孔型酸碱双功能固体催化剂、纤维素和水混合后，所述纤维素在多孔型酸碱双功能固体催化剂的催化作用下发生催化反应，得到5-羟甲基糠醛。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述催化反应的温度为150~200℃，时间为4~10h。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述多孔型酸碱双功能固体催化剂、纤维素和水混合后得到的混合物中的纤维素的质量浓度为2~6%；所述多孔型酸碱双功能固体催化剂与纤维素的质量比为1~3：5~15。