第06期
科研开发
生物质炭基磺酸化固体酸的制备及催化性能比较
生物质炭基磺酸化固体酸的制备及催化性能比较
姜磊李保民
（中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008）
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编要：以常见的碳水化合钠葡萄糖、纤维素，蔗糖、医用棉为原料，采用碳化磺化法制备得到四种碳基磺酸化固体酸催化剂。采用傅里叶转换红外光谱（FT-IR），表面酸量的测定等手段对这四种碳基碳酸化固体酸进行了表征，同时，将其用在乙酸乙酯的合成中，比较了其催化效率、稳定性。此外，还进行了再生实验。
关键调：生物荣油；固体酸；催化剂；酯化
中图分类号：TQ426.7
文献标惠码：A
文章编号：T16728114(2012)06-02704
生物柴油是以植物、动物油脂和废餐饮油等为原料，在催化剂(酸、碱或酶)作用下与低碳醇(常用甲醇) 发生酯交换反应，形成脂肪酸单酯类物质"-。酯交换法制取生物柴油要求原料油无水且酸值必须小于1 对于高酸值原料油(地沟油、废餐饮油等)要进行降酸处理。降酸处理在酯化反应中进行，一般采用强酸(硫酸) 作为催化剂，这就要求设备有较强的耐酸性，此外会产生大量的废水，而且所用催化剂不能回收(-)
碳基磺酸化固体酸是将糖类化合物炭化，形成具有多环芳碳结构的稳定载体，然后键联磺酸基，这一过程很简单，可将那些稳定的可溶性的酸变成不溶性的固体酸17-9。本文以葡萄糖、薰糖、纤维素、医用棉为原料制备碳基磺酸化固体酸催化剂，并对其进行表征；以乙酸与乙醇反应为模型，比较四种催化剂催化
效率、稳定性以及再生性。 1实验部分
1.1试剂与仪器
浓硫酸（98wt%），无水乙醇，无水乙酸，氢氧化钠，酚酷，氧化锁，去离子水，氟化钠，硅胶，以上均为分析纯。实验所用原料为葡葡糖，靠糖，纤维素（以上均为分析纯），医用棉。
中国矿业大学化工学院AVATAR360型红外光谱
作者简介：要磊，中国矿业大学化工学院研究生。方方数据
仪；Alienttechnologies6890N型气相色谱仪。 1.2催化剂的制备与表征
以葡萄糖、燕糖、纤维素、医用棉为原料，采用碳化化磺化法制备碳基磺酸化固体酸催化剂。准确称取适量干燥原料，在氮气保护下于400℃时恒温炭化 120min，得到黑褐色固体产物，冷却后研磨成粉末。将所得碳化产物于130℃用浓硫酸(>98wt%)磺化60min，其中m（碳化样品）：V（浓硫酸）=1g：10mL。自然冷却至室温后，将混合物加人到一定容量的蒸馏水中，搅拌、静置、过滤之后，用热蒸馏水（80℃）洗涤至滤液PH值为7，在80℃真空干燥4h，即可得到碳基磺酸化固体酸催化剂。
催化剂表面酸量通过中和滴定法测定：将0.1g催化剂加人20ml的NaCI溶液（浓度为2mol/L）中，室温下揽拌24h,使催化剂表面的H*和Na*交换达平衡。催化剂过滤后，清液用50mmol/L的NaOH滴定。
实验采用中国矿业大学化工学院AVATAR360型红外光谱仪进行测试。样品在373K条件下烘干，掺入KBr（样品：KBr=1:100），用玛瑙研体研细后压成半透明的薄片，以纯KBr作参比，在4000~400cm-1范围内取
谱，扫描次数：32；分辨率：4cm-1。 1.3醋化反应与产品分析
取0.1mol乙酸和0.05mol乙醇以及50mg（250mg）干
燥的催化剂放人100mL三口瓶中，环已烷做带水剂，上接温度计、分水器和冷整管，磁力搅拌加热回流，反