生物质炭基磺酸化固体酸的制备及催化性能比较
碳基固体磺酸催化剂制备及应用
山 东 化 工 收稿日期：２０２０－１２－０２基金项目：陕西省级大学生创新创业计划训练项目（Ｓ２０１９１１０８００１３）；西安市科技计划项目（２０１９ＫＪＷＬ１１）；陕西省教育厅项目（１７ＪＫ１１２１）；陕西省青年科技新星计划项目（２０１８ＫＪＸＸ－０９０）作者简介：王泽宇（１９９７—），宁夏中卫人，学士，主要从事固体酸制备工艺研究；通信作者：李学坤（１９８４－）山东德州人，博士，副教授，主要从事有机化工及催化剂制备。
碳基固体磺酸催化剂制备及应用王泽宇，李学坤 ，雄赳赳，严硕，李洁琼，何亚萍（西安文理学院化学工程学院，陕西西安 ７１００６５）摘要：以蔗糖为碳源，制备了碳基固体酸催化剂；应用红外光谱和Ｘ射线衍射方法对催化剂进行表征；催化剂制备工艺为：蔗糖的碳化温度１８０℃，碳化时间２４ｈ，乙醇洗涤，８０℃下干燥１２ｈ；以该催化剂对乙酸龙脑酯催化合成，酯化率可达７３．６％。
关键词：蔗糖；固体酸；催化剂；合成；应用中图分类号：Ｏ６４３．３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２１）０４－００１０－０２ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣａｒｂｏｎ－ｂａｓｅｄＳｏｌｉｄＳｕｌｆｏａｃｉｄＣａｔａｌｙｓｔＷａｎｇＺｅｙｕ，ＬｉＸｕｅｋｕｎ，ＸｉｏｎｇＪｉｕｊｉｕ，ＹａｎＳｈｕｏ，ＬｉＪｉｅｑｉｏｎｇ，ＨｅＹａｐｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｒｂｏｎ－ｂａｓｅｄＳｏｌｉｄｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｕｃｒｏｓｅａｓｃａｒｂｏｎｓｏｕｒｃｅｓ．ＴｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＩＲａｎｄＸｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｒｅｐａｒｉｎｇｓｏｌｉｄａｃｉｄｗａｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｓｕｃｒｏｓｅｃａｒｂｏｎｉｚｅｄ１８０℃，ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅ２４ｈ，ｗａｓｈｉｎｇｂｙｅｔｈａｎｏｌａｎｄｄｒｙｉｎｇ１２ｈａｔ８０℃．Ｔｈｅｂｏｒｎｙｌａｃｅｔａｔｅｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｔｈｅｓｏｌｉｄｓｕｌｆｏａｃｉｄｃａｔａｌｙｓｔ．Ｔｈｅｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｃｏｕｌｄｒｅａｃｈ７３．６％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｃｒｏｓｅ；ｓｏｌｉｄａｃｉｄ；ｃａｔａｌｙｓｔ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 乙酸龙脑酯［１］是一种无色透明液体，又称乙酸冰片酯，具有清凉的松叶香气，可用来做精细化工用品，例如制备肥皂、化妆品及室内消毒杀菌剂等。
生物质炭的制备、功能改性及去除废水中有机污染物研究进展
生物质炭的制备、功能改性及去除废水中有机污染物研究进展生物质炭的制备、功能改性及去除废水中有机污染物研究进展一、引言随着人口的增加和工业化的进步，废水的排放和有机污染物的含量也呈现出快速增长的趋势。
有机污染物对人类健康和环境造成了严重的威胁，因此寻找高效、低成本的污染物去除技术是当务之急。
生物质炭作为一种新兴的材料，其制备方法、功能改性及在有机污染物去除方面的研究引起了广泛关注。
二、生物质炭的制备方法生物质炭是指通过热解生物质材料制备得到的炭材料，其主要来源包括农林废弃物、食品加工废弃物、城市固体废弃物等。
生物质炭的制备方法有物理法、化学法和生物质质炭的制备方法有物理法、化学法和生物法。
物理法包括干燥、碳化等步骤，化学法主要通过化学浸渍、热解等过程制备，生物法则是通过微生物的作用将生物质材料转化为生物质炭。
三、生物质炭的功能改性为了增强生物质炭的吸附性能和稳定性，研究人员对生物质炭进行了功能改性。
常见的改性方法包括活化、氧化、改性剂浸渍等。
活化是一种常用的改性方法，通过活化剂对生物质炭表面进行处理，可以增大生物质炭的孔隙结构，提高吸附容量。
氧化则是通过物理或化学方法引入一些含氧官能团，提高生物质炭对有机污染物的亲和力。
改性剂浸渍则是将一些具有特定功能的物质浸渍到生物质炭中，如金属氧化物、复合材料等。
四、生物质炭在废水处理中的应用生物质炭在废水处理中的应用主要体现在有机污染物去除方面。
生物质炭具有孔隙结构丰富、比表面积大的特点，使其具有良好的吸附性能。
研究表明，生物质炭对废水中的有机污染物具有高效、快速的去除能力。
生物质炭的孔隙结构和表面官能团可以与有机污染物发生吸附或化学反应，从而将其从废水中去除。
五、生物质炭在有机污染物去除中的机制生物质炭对有机污染物的去除机制包括吸附、化学反应和生物降解。
吸附是生物质炭与有机污染物之间的物理过程，主要依靠其孔隙结构和表面官能团吸附有机污染物。
化学反应则是生物质炭的表面官能团与有机污染物发生化学反应，形成新的化合物，从而将其去除。
生物质炭和生物质基炭化气化燃料气净化技术研究
生物质炭和生物质基炭化气化燃料气净化技术研究随着环境保护意识的增强，能源结构的优化成为了全球共识。
在新能源的推动下，生物质作为一种可再生资源正受到越来越多的关注。
生物质炭和生物质基炭化气化燃料气净化技术研究也逐渐成为了研究的热点。
一、生物质炭的概念和应用生物质炭是指经过高温（>700℃）处理的木材、秸杆、竹子等植物残渣或作物废弃物，经过干馏、炭化等化学反应过程获得的固体炭质物。
它不仅是一种绿色可再生资源，还具备着良好的生态环境效益与经济效益。
在应用方面，生物质炭广泛用于水质处理、脱硝、脱硫、膜分离、吸附等环保领域以及反应催化剂载体、电极材料、烟气净化、热源燃料等工业领域。
二、生物质基炭化气化的方法和优势生物质基炭化气化是指利用生物质炭（例如木屑、秸杆等）作为燃料，采用气化炭化反应技术将生物质转化为合成气的过程。
气化法可分为直接干燥气化法、热解气化法和气相快速热解气化法。
其中，热解气化法是最常采用的技术方法之一。
在这种方法中，通过热作用，生物质中的碳水化合物分解产生液体油和气体，而碳骨架以炭化的形式保留下来。
炭化产物成为气化过程中的产物中性质最稳定、使用寿命最长的组分。
相比于传统的燃油等化学燃料，生物质基炭化气化的优势在于减少了有害气体的排放，同样也可以用于汽车燃料的生产，既减少化石燃料的使用，又避免了化石燃料热效率低和污染问题。
三、生物质基炭化气化燃料气净化技术随着生物质基炭化气化燃料气的生产和使用不断增加，相关的气净化技术也日益得到重视。
生物质基炭化气化燃料气中含有较高浓度的CO、H2S或其他有机硫化物等有害气体，需要进行净化处理。
净化技术的方法主要包括催化氧化、吸附法、化学吸收法等多种技术。
催化氧化技术是目前应用较为广泛的气净化方法之一。
其中催化剂选择对氧化反应有着决定性的作用。
常见的非稀土元素催化剂有氧富气体分离催化剂、金属催化剂等。
稀土元素催化剂具有高效性能、催化活性稳定等优点，但价格较高，使用受到限制。
碳基固体酸催化剂制备及其催化性能分析研究
碳基固体酸催化剂制备及其催化性能分析研究碳基固体酸催化剂在催化领域具有广泛的应用潜力。
它们具有酸性强、稳定性高、孔隙结构合理等优势，可以用于多种催化反应，如酯化、醇醚化、环化反应等。
本文主要介绍了碳基固体酸催化剂的制备方法以及其催化性能的分析研究。
一、碳基固体酸催化剂的制备方法1.碳化物热解法：将含有碳源和酸源的混合物在高温下热解，生成碳基固体酸催化剂。
常用的碳源有蔗糖、蔬菜、木材等，酸源可以是硫酸、磷酸等。
2.碳化转化法：将预制的活性炭或其他含碳材料与酸性气体在高温下反应，生成碳基固体酸催化剂。
酸性气体可以是氢氟酸、硫酸蒸汽等。
3.化学气相沉积法：采用化学气相沉积技术，在高温下使含碳化合物和酸性气体反应，生成碳基固体酸催化剂。
以上制备方法可以根据需要进行改进和调整，以获得更好的催化性能。
1.酸性强度测试：采用一些表征酸性强度的方法，如NH3-TPD（氨气热脱附法）和FT-IR（红外光谱法），测定碳基固体酸催化剂的酸性强度。
这可以帮助了解催化剂中酸性位点的数量和强度。
2.酸性种类分析：利用FT-IR等技术，分析碳基固体酸催化剂的酸性种类。
例如，利用红外光谱来观察吸附在催化剂表面上的吸附物质的变化，可以进一步了解催化剂的酸性种类。
3.比表面积测试：使用比表面积测试仪来测定催化剂的比表面积。
较大的比表面积可以提供更多的活性位点，从而提高催化剂的催化性能。
4.催化性能测试：将碳基固体酸催化剂应用于具体的催化反应中，并通过反应转化率、选择性、稳定性等参数来评价催化性能。
可以进行批量或连续式反应器实验，并进行相应的产物分析，如GC、HPLC等。
通过以上的实验和分析，可以全面评估碳基固体酸催化剂的催化性能，为其在实际应用中的优化提供参考。
此外，还可以通过改变制备方法、调控催化剂结构、引入基团修饰等手段进一步提高碳基固体酸催化剂的性能。
不同碳基磺酸化固体酸的制备及催化性能比较
ｓ ｌ ｃｄ ．Ｗ ｈ ｌ ｕ ｉ ｇ ｉ ｈ ｙ ｔ ｅ ｉ ｏ ｔ ｙ ｃ ｔｔ ，ｉ ａａ ｙｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｔｂ ｌ ｙ ｗ ｒ ｏ ａ ｅ ． Ｆ ｒ ｅ — ｏｉ ａ ｉ ｓ ｄ ｉ ｓｎ ｎ ｔ ｅ ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｆｅ ｈ ｌ ａ ｅａ ｅ ｔ ｃ ｔｌｔ ｅ ｉ ｎ ｙ ａ ｄ ｓａ ｉ ｔ ｅ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｉ ｕｔ ｒ ｈ ｍｏ ｅ，ｒ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｌ ａ ｒｅ ｕ ． ｒ ｅ ｅ ｅ ａｉ ｘ ｅ ｍｅ ｔｗ ｓａ ｓ ｃ ｒ ｄ ｏ ｔ ｏ ｉ ｏ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｉｄ ｅ ｅ ；ｓ ｌ ｃ ｄ；ｃ ｔｌ ｓ ；ｅ ｔ ｒ ｃ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｂ ｏ ｉ ｓ ｌ ｏｉ ａ ｉ ｄ ａ ａｙ ｔ ｓ ｉ ａｉ ｅ ｆ ｉ ｏ
・
５・ ２
广州化工
２ １ 年 ３ 卷第 ２ ０１ ９ ２期
不 同碳 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 ２ １０ ） ２０ ８
摘 要 ： 以常见的碳水化合物葡萄糖 、 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。
Ｗ ａ ｅ ｕ ｅｓｅ ｖ ｎ ｍｂ ｒ ／ ｍ一
（） ｂ
１ ５ 催 化 剂再 生性 实验 ．
采用 再磺酸化的方 法对 失活催 化 剂进 行再 生 ， 即将 反应 后
的催化剂 用浓硫酸于 １０℃ ， ３ 磺化 ６ ｉ。进行 １４步骤操作 。 ０ｍ ｎ ．
固体酸催化剂的制备、表征与工业应用研究进展
固体酸催化剂的制备、表征与工业应用研究进展近年来，固体酸作为一种新型的、性能独特的环境友好型酸性催化剂，凭借其绿色无污染、产物与反应物容易分离，催化效率高，对设备的腐蚀性大大降低且使用寿命长，稳定性好等优点而受到广泛研究应用。
其主要分为天然粘土类固体酸、负载酸型固体酸、复合金属氧化物固体酸及金属硫酸盐固体酸四大类，它的出现使酸性催化剂迈入了新的时代，成为催化领域研究的热点之一。
本文主要对固体酸的制备、表征及其最新的研究进展进行探讨。
1. 固体酸催化剂的制备常见固体酸催化剂的制备方法有物理浸渍法、溶胶-凝胶法、沉淀法及水热合成法等。
对几种主要制备方法简述如下。
1.1 浸渍法浸渍法是将载体置于含活性组分的溶液中浸泡，当多孔载体与溶液接触时，由于表面张力作用而产生的毛细管压力，使溶液浸入毛细管内部，然后溶液中的活性组分再在细孔内表面上吸附，达到平衡后将剩余液体除去（或将溶液全部浸入固体），再经干燥、煅烧、活化等步骤来制备催化剂。
刘养春[1]等通过浸渍法制备复合固体酸催化剂。
实验以一定量的超细SiO2为载体，在马弗炉中于200℃下活化，将活化后的超细SiO2置于活性组分Ti(SO4)2和Zr(SO4)2（质量比为5:1）的混合水溶液中，室温下浸渍24 h，于110℃下干燥，在马弗炉内于300℃下焙烧 3 h得到负载复合固体酸催化剂Ti(SO4)2-Zr(SO4)2/SiO2。
固体酸催化剂一般多使用M x O y型氧化物作为载体，存在催化剂热稳定性差，重复使用率低，制备复杂，且后处理繁琐，使用成本高等问题[2,3]。
而凹凸棒存在大量内部孔道，活化中心和较大比表面积，具有良好的吸附性、离子交换性等优点，作为载体性能优越。
李恩博等利用浸渍法制备出粘土类的负载型固体酸催化剂Ga2(SO4)3/凹凸棒[4]。
实验首先将凹凸棒溶于一定浓度的硫酸溶液中进行酸化处理，经过静置、过滤、烘干、研磨后将所得粉末与Ga2(SO4)3·18H2O按比例混合后浸于乙醇溶液中静置4 h。
炭基固体酸催化剂的制备与应用
黎洪双 ，刘文丽 ，黄 晶丽 ，闫妮 娜 ，麦尔瓦特 ・ 巴布西
（ 北方 民族 大学化 学与化 学工程 学 院 ，宁夏 银 川 ７ ５ ０ ０ ２ １ ）
摘 要 ：本研究以活性炭为载体，采用浓硫酸磺化处理制备了炭基固体酸催化剂，将其用于生物柴油合成。实验以炭基 固
体酸为催化剂 ，在醇油摩尔 比为 ３ ６： １ ，反应温度为 ６ ５ ｏ Ｃ，剂油 比为 １ ０ ｗ ｔ ％的条件下采用具有不 同 ｐ Ｈ值 得催 化剂进行催化反应 ， 并在 相同条件 ，对其在 甲醇 中的溶解酸量进行测定 。结果显示 ，随着催 化剂酸度 升高 ，甲酯 的收率增加 ，催 化剂在 甲醇 中溶 解 的 酸量 因催化剂 ｐ Ｈ值 的不同而呈现 出不 同的变化趋势 。
ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ；ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ａ ｃ ｉ ｄ：ｂ ｉ ｏ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ
关键词 ：催化剂；炭基固体酸；生物柴油
中图 分类号 ：Ｔ Ｑ ５ １ ７ ． ２
文献标 识０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６～ ０ ０ ６ ６ — ０ ３
Ｔｈ ｅ Ｐｒ ｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃａ ｒ ｂｏ ｎ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ａｃ ｉ ｄ Ｃａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ
碳基固体酸催化剂
碳基固体酸催化剂介绍碳基固体酸催化剂是一种新型的催化剂，具有广泛的应用前景。
本文将深入探讨碳基固体酸催化剂的特性、合成方法以及在化学反应中的应用。
特性碳基固体酸催化剂具有以下特性： 1. 高酸性：碳基固体酸催化剂具有较强的酸性，能够有效催化多种反应。
2. 高活性：碳基固体酸催化剂具有高活性，能够在较低温度下实现高效催化。
3. 可重复使用：碳基固体酸催化剂可通过再生使用，降低催化剂成本，并减少环境污染。
合成方法碳化合物热分解法碳化合物热分解法是一种常用的合成碳基固体酸催化剂的方法。
具体步骤如下： 1. 将碳化合物（如硫酸铵、糖等）放入高温炉中，在惰性气氛下进行热分解反应。
2. 控制反应温度和时间，使得碳化合物分解生成碳基固体酸催化剂。
3. 经过冷却、分离等工艺步骤，得到纯净的碳基固体酸催化剂。
炭负载法炭负载法是另一种合成碳基固体酸催化剂的方法。
具体步骤如下： 1. 将具有酸性的活性物质（如磷酸、磺酸等）溶解或嵌入到炭负载物中。
2. 通过焙烧、活化等步骤，使得酸性物质充分分散在炭负载物的表面上。
3. 经过表面酸性处理，得到具有高酸性的碳基固体酸催化剂。
应用碳基固体酸催化剂在多种化学反应中具有广泛的应用。
### 酯化反应碳基固体酸催化剂在酯化反应中表现出色，能够高效催化酸醇反应生成酯。
其优势包括： -较低的反应温度和反应时间。
- 高产率和高选择性。
- 催化剂可重复使用，降低成本。
脱水反应碳基固体酸催化剂在脱水反应中发挥重要作用，可实现醇、酸等化合物的脱水反应。
其特点包括： - 高活性和高酸性。
- 容易与底物反应，生成相应的脱水产物。
- 催化剂具有较高的稳定性，可重复使用。
异构化反应碳基固体酸催化剂在异构化反应中具有显著的催化效果，可用于合成烯烃等化合物。
其优势包括： - 高选择性，能够选择性地合成目标产物。
- 可调控催化剂的酸性和活性，实现不同反应条件下的异构化反应。
- 催化剂寿命长，可重复使用。
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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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摘 要：以常见的碳水化合物葡萄糖、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磺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
以葡萄糖、蔗糖、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，将混合物加入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。
剩余液中加入BaCl2溶液能够生成白色沉淀，是因 为碳基磺酸化固体酸催化剂进行催化反应时，会有少 量的-SO3H基团从碳基上脱落，游离在体系中。该溶液 体系能与水互溶，游离的-SO3H基团与Ba2+发生反应， 生成BaSO4。而BaSO4在该体系中的溶解度与水溶液中 的溶解度相似，所以生成白色沉淀。
为2h，反应温度为90℃。
反应完成用乙醇洗涤催化剂3次，在120℃下真空
干燥，循环多次使用。反应液完成气相色谱分析后加
入过量的BaCl2溶液，反应均匀后，过滤，得滤饼连
同滤纸放入干燥箱中进行干燥。干燥后用电子天平称
重，循环多次。这里定循环次数为3。
(c)
1.5 催化剂再生性实验
采用再磺酸化的方法对失活催化剂进行再生,即将
滴定前
刻度
（mL） 11.2 16.0 19.4 21.5
滴定后
刻度
（mL） 7.1 11.2 16.0 19.4
表面
酸量
（mmol/g） 2.05 1.90 1.70 1.05
后磺酸基团的取代量不同而导致的。而磺酸基团的取 代量与碳化原料的比表面及单位比表面积上的羟基数 目有关。葡萄糖和蔗糖分别为单糖、二糖，比表面积 小，而后者比前者单位比表面积上的羟基数目多；医 用棉、纤维素都属于多糖，单位比表面积上的羟基数 目多，且前者比后者比表面积大。
第06期
如图所示，四种不同碳化原料的碳基催化剂在 3409 cm-1、3418 cm-1、3422 cm-1、3423 cm-1中存在缔 合羟基的吸收峰，推测可能为磺酸基团的羟基；在 1385cm-1和1170cm-1左右、1375cm-1和1165cm-1左右、 1386cm-1和1163cm-1左右、1387cm-1和1168cm-1左右的 吸收峰分别为S=O基团的对称振动和非对称振动，推测 可能为磺酸基团中的基团。通过以上的分析可以推测 出：碳基磺酸化固体酸中含有磺酸基团。 2.2 催化剂催化效率
参考文献
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化工中间体
Chenmical Intermediate
2012年第06期
化固体酸催化剂的稳定性排序为葡萄糖〉蔗糖〉纤维 素〉医用棉。 2.4 催化剂的再生
四种不同碳基固体酸催化剂的再生后得到的催化 剂，按实验步骤2.6.2进行实验，得到的产物通过气相 色谱检测，发现产率基本相同。所以，催化剂活性通 过在再生基本得到了恢复。 3 结论
⑴ 四种碳基磺酸化固体酸催化剂的表面酸量为： 医用棉>纤维素>蔗糖>葡萄糖。表面酸量，即磺酸基 的数目与炭材料的比表面积和单位面积上的羟基数目 有关，比表面积越大，单位面积上的羟基越多，引入 的-SO3H基团就越多，即表面酸量就越大。
⑵ 碳基磺酸化固体酸催化剂磺酸基团的。 ⑶ 当催化剂不足时，催化效率不仅与催化剂本身 性质有关，而且与表面酸量有关，表面酸量越大催化 效果越好，只有通过延长反应时间才能表现出催化剂 本身的催化效率；当催化剂充足时，表面酸量就不再 是催化效果的制约因素，催化效率只与催化剂自身性 质有关，经测定葡萄糖的催化效果最高。 ⑷ 四种碳基磺酸化固体酸催化剂的稳定性为：葡 萄糖〉蔗糖〉纤维素〉医用棉。 ⑸ 催化剂的失活主要是由于磺酸基团的脱落，所 以失活催化剂的活性可以通过再磺酸化得到恢复。
浓硫酸（98wt%），无水乙醇，无水乙酸，氢氧化 钠，酚酞，氯化钡，去离子水，氯化钠，硅胶，以上 均为分析纯。实验所用原料为葡萄糖，蔗糖，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：姜磊，中国矿业大学化工学院研究生。
仪；Alienttechnologies 6890N型气相色谱仪。 1.2 催化剂的制备与表征
从表3可以看出，当催化剂用量增加至250mg时， 催化剂用量充足，此时催化剂用量即表面酸量已经不 再是反应产率的制约因素，因此从反应的产率高低可 以直接体现出催化效率的高低，与表2结果一致，碳基 葡萄糖的催化效果最高。 2.3 催化剂的稳定性
通过计算：碳基葡萄糖催化剂合成乙酸乙酯的产 率在经过三次循环后降低了0.43%，碳基纤维素催化剂 合成乙酸乙酯的产率在经过三次循环后降低了4.46%， 碳基蔗糖催化剂合成乙酸乙酯的产率在经过三次循环 后降低了2.27%，碳基医用棉催化剂合成乙酸乙酯的产 率在经过三次循环后降低了11.63%。由此可以推测出 稳定性顺序为：葡萄糖>蔗糖>纤维素>医用棉。
不同碳化原料的碳基催化剂FT一IR图谱如下图1所示。
应时间为0.5h（2h），反应温度为90℃。
反应产物在Alienttechnologies 6890N型气相色谱仪
分析。本实验中的乙酸和乙酸乙酯的校正因子是相对
于苯的，分别为4.76和2.94。
色谱条件为：SE-54毛细管柱
（30m×0.25mm×0.33μm），FID检测器；载气为高纯
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[7-9]。本文以葡萄糖、蔗糖、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
口流量：32.9ml/min,隔膜清洗流量：4.7ml/min,总流量
(柱流量+辅助气)：25.2ml/min。
1.4 催化剂稳定性实验
取0.1mol乙酸和0.05mol乙醇以及250mg干燥的催化
(b)
剂放入100mL三口瓶中，环己烷做带水剂，上接温度
计、分水器和冷凝管，磁力搅拌加热回流，反应时间
89.44
81.33
87.27
82.36