固体酸催化剂HSO₃-C/Fe₃O₄-石墨烯-Fe₃O₄/C-SO₃H的制备方法及其用于催化纤维素水解的方法

摘要

本发明涉及固体酸催化剂HSO₃-C/Fe₃O₄-石墨烯-Fe₃O₄/C-SO₃H的制备方法及其用于催化纤维素水解的方法。本发明的催化剂具有独特的结构：以石墨烯为主要炭骨架，石墨烯上下表面接枝Fe₃O₄磁性离子，然后碳沉积，包埋磁力性子Fe₃O₄避免其与溶液接触，在碳化层表面进一步磺酸化挂载活性基团-SO₃H，由此实现巨大的比表面积，及其上下表面的夹层结构，表面酸性基团浓度远大于碳纳米管基固体酸以及其它传统固体酸。使用本发明的催化剂水解纤维素得到的葡萄糖的产率和纯度都远远高于现有固体酸催化剂，并且性能稳定，可以从固体残渣中分离-回收-再碳化-再酸化等并多次再生循环使用。

主权项

一种制备石墨烯表面碳化包埋磁性粒子固体酸催化剂HSO₃‑C/Fe₃O₄‑石墨烯‑Fe₃O₄/C‑SO₃H的方法，该方法包括：1)用浓硝酸或者浓硫酸纯化石墨烯；2)溶解纯化后的石墨烯，并将其与NaOH和NaNO₃溶液混合，得到表面负载有Fe₃O₄的石墨烯固体；3)将表面负载有Fe₃O₄的石墨烯固体和葡萄糖混合均匀；4)将步骤3)中得到的产物同浓硫酸反应得到石墨烯表面碳化包埋磁性粒子固体酸催化剂HSO₃‑C/Fe₃O₄‑石墨烯‑Fe₃O₄/C‑SO₃H。