1.一種生物碳基固體酸的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
第一步,在常溫常壓、空氣氛圍條件下,將離子液體和生物質(zhì)均勻混合,在90~120℃下攪拌15~60min完全溶解,得生物質(zhì)離子液體溶液;
第二步,繼續(xù)升溫至120~200℃,將有機強酸按比例緩慢滴加到生物質(zhì)離子液體溶液中,進行同步“碳化-親核取代”反應;
第三步,在同步“碳化-親核取代”反應結(jié)束后,將所得催化劑用水和丙酮交替洗滌至pH>6,先經(jīng)冷凍干燥再熱干燥后獲得生物碳基固體酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物碳基固體酸的制備方法,其特征在于,所述有機強酸為4-氯苯磺酸、3-氟甲磺酸或氨基磺酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物碳基固體酸的制備方法,其特征在于,所述有機強酸為4-氯苯磺酸,4-氯苯磺酸與生物質(zhì)離子液體溶液質(zhì)量比為0.3~0.8:1,反應時間30min~5h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物碳基固體酸的制備方法,其特征在于,所述有機強酸為3-氟甲磺酸,3-氟甲磺酸與生物質(zhì)離子液體溶液質(zhì)量比為0.2~0.6:1,30min~5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物碳基固體酸的制備方法,其特征在于,所述有機強酸為氨基磺酸,氨基磺酸與生物質(zhì)離子液體溶液質(zhì)量比為0.15~0.5:1,5h~10h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種生物碳基固體酸的制備方法,其特征在于,所述生物質(zhì)為葡萄糖、木糖、殼聚糖、纖維素、木質(zhì)素、甲殼素、羧甲基纖維素或竹粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種生物碳基固體酸的制備方法,其特征在于,所述的離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生物碳基固體酸的制備方法,其特征在于,所述的離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽。
9.權(quán)利要求1-8任一所述制備方法制備的生物碳基固體酸在纖維素水解反應中的應用,其特征在于包括如下步驟:
步驟1,將微晶纖維素、離子液體和水按一定質(zhì)量比混合并放入密閉反應釜中,加熱至90~120℃下攪拌15~60min至纖維素完全溶解;加入生物碳基固體酸,在溫度110~150℃條件下,攪拌水解反應60~300min;
步驟2,上述反應結(jié)束后,反應釜冷卻到60℃以下,將所得樣品用去離子水稀釋并過濾,定容至100ml,測定總還原糖得率和葡萄糖得率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應用,其特征是所述纖維素水解反應中微晶纖維素和離子液體質(zhì)量比為4~10:100,去離子水與離子液體的質(zhì)量比為0.5~2:100,生物碳基固體酸與離子液體質(zhì)量比為2~5:100。