松木粉制备高比表面积炭基固体酸催化剂

生物质化学工程 ›› 2012, Vol. 46 ›› Issue (1): 15-18.

松木粉制备高比表面积炭基固体酸催化剂

张文娟¹, 马海龙^2,3, 杨亚提², 张增强², 高锦明²

1. 西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌 712100;2. 陕西省资源化学与可持续利用工程研究中心; 西北农林科技大学理学院, 陕西杨凌 712100;3. 煤转化国家重点实验室; 中国科学院山西煤炭化学研究所, 山西太原 030001

收稿日期:2011-08-11 修回日期:1900-01-01 出版日期:2012-01-30 发布日期:2012-01-30
通讯作者: 马海龙

Preparation of a Carbon-based Solid Acid Catalyst with High Specific Surface Area from Pine Wood Powder

ZHANG Wen-juan¹, MA Hai-long^2,3, YANG Ya-ti², ZHANG Zeng-qiang², GAO Jin-ming²

1. College of Resources and Environment, Northwest A & F University, Yangling 712100, China;2. Shaanxi Engineering Center of Bioresource Chemistry & Sustainable Utilization; College of Science, Northwest A & F University, Yangling 712100, China;3. State Key Laboratory of Coal Conversion, Institute of Coal Chemistry, CAS, Taiyuan 030001, China

Received:2011-08-11 Revised:1900-01-01 Online:2012-01-30 Published:2012-01-30
Contact: MA Hai-long

摘要/Abstract

摘要： 以一种廉价的农林废弃物——松木粉为原料,首先经过炭化和活化处理,制备活性炭,再通过苯磺酸重氮盐还原法处理活性炭引入磺酸基团(—SO₃H),从而制备出具有高比表面积的炭基固体酸催化剂(AC-SO₃H)。其比表面积达到 1364 m²/g,磺酸基密度为 1.36 mmol/g。以乙酸的酯化反应考察了炭基固体酸催化剂的催化活性,并与Amberlyst-15、Nafion NR50以及Nafion SAC-13等几种固体酸催化剂进行了比较。实验结果表明,炭基固体酸催化剂的催化活性仅略低于Amberlyst-15,高于Nafion NR50和Nafion SAC-13,炭基固体酸催化剂的成本也远远低于Nafion NR50和Nafion SAC-13。研究结果表明,以松木粉为原料,通过炭化、活化和磺化处理能够得到性能优异且成本低廉的炭基固体酸催化剂。

关键词: 松木粉, 高比表面, 炭基固体酸, 催化剂

Abstract: A sulfonated (SO₃H-bearing) Carbon-based solid acid catalyst was prepared from pine wood powder — a cheap forest waste. The catalyst was obtained by the carbonization, activation and sulfonation of pine wood powder. The specific surface area and SO₃H density of the carbon catalyst were 1364 m²/g and 1.36 mmol/g, respectively. The catalytic activity of carbon catalyst was investigated on the acetic acid esterification reaction and compared with that of several commercial solid acid catalysts, such as Amberlyst-15, Nafion NR50 and Nafion SAC-13. The results showed that the catalytic activity of carbon catalyst was lower than that of Amberlyst-15, but higher than that of Nafion NR50 and Nafion SAC-13. Its cost is much lower than that of Nafion NR50 and Nafion SAC-13. It also showed that carbon-based solid acid catalyst can be prepared by carbonization, activation and sulfonation of pine wood powder.

Key words: pine wood powder, high specific surface area, carbon-based solid acid, catalyst

中图分类号:

TQ351.2

张文娟;马海龙;杨亚提;张增强;高锦明. 松木粉制备高比表面积炭基固体酸催化剂[J]. 生物质化学工程, 2012, 46(1): 15-18.

ZHANG Wen-juan;MA Hai-long;YANG Ya-ti;ZHANG Zeng-qiang;GAO Jin-ming. Preparation of a Carbon-based Solid Acid Catalyst with High Specific Surface Area from Pine Wood Powder[J]. , 2012, 46(1): 15-18.

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