煤基碳基固體酸材料的制備、表征及催化應(yīng)用.pdf

1、本研究以低灰分太西煤為原料，通過負(fù)載磺酸基來制備一種煤基碳基固體酸催化劑。分別利用液相磺化法和水熱磺化法制備出催化劑Coal-SO3H和催化劑Coal-H-SO3H。兩種催化劑通過IR、XRD、SEM以及酸堿中和滴定等分析手段進(jìn)行表征。研究發(fā)現(xiàn)，液相磺化法和水熱磺化法制備的催化劑材料在形貌，尺寸上沒有明顯的不同，都是表面光滑、不易粉末化，但是催化劑Coal-H-SO3H相對(duì)于催化劑Coal-SO3H具有較高的酸密度值，酸密度值為1.34

2、mmol/g，而催化劑Coal-SO3H的酸密度僅有1.06 mmol/g;兩催化劑均有很好的熱穩(wěn)定性。研究了以葡萄糖和超細(xì)太西煤粉末為碳源，腐植酸鈉為粘合劑，通過炭化、磺化過程制備得到新型碳基固體酸催化劑C/G-SO3H。該催化劑具有熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)。通過IR、XRD、SEM以及酸堿中和滴定等分析手段進(jìn)行表征。催化劑表面出現(xiàn)空洞、酸密度達(dá)到1.02mmol/g。將三種催化劑應(yīng)該于果糖脫水制備5-HMF反應(yīng)中，系統(tǒng)地探究反應(yīng)

3、溫度、催化劑用量、反應(yīng)時(shí)間和底物濃度對(duì)5-HMF收率的影響，對(duì)比分析三種催化劑對(duì)該反應(yīng)催化性能的強(qiáng)弱。研究結(jié)果表明:催化劑Coal-H-SO3H對(duì)該反應(yīng)的催化性能最好，產(chǎn)品收率為84.7％;催化劑Coal-SO3H催化反應(yīng)5-HMF的收率為81.6％;催化劑C/G-SO3H催化反應(yīng)5-HMF的收率為81.0％;催化劑重復(fù)使用性方面糖/煤復(fù)合型碳基固體酸表現(xiàn)更好。在無溶劑條件下，將三種催化劑用于催化一鍋法三組分合成α-氨基磷酸酯反應(yīng)，以苯