1.一种新型生物质碳基固体超强酸制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(1)将水热催化碳化法制备的竹炭(记为HTBC)于100℃下用氢氧化钠水溶液进行处理
12小时,以此破坏竹炭的层状结构,使其溶胀,结束后冷却至室温;
(2)用盐酸将步骤(1)反应混合物的pH调至4-10,然后加入十六烷基三甲基溴化铵(记为C16TMAB),于50-80℃水浴搅拌2-8小时,反应结束后,过滤,蒸馏水洗涤至滤液无色为止,
100℃干燥8小时,获得十六烷基三甲基溴化铵预处理的竹炭(记为C16TMAB-HTBC);
(3)将步骤(2)所得C16TMAB-HTBC碾磨至粉状,用蒸馏水于50℃水浴搅拌将其分散;往其-1中滴加22 mL 0.55 mol·L 硅溶胶,于50℃水浴搅拌3小时,反应结束后过滤、洗涤,100℃干燥8小时,获得固体样品;
(4)将步骤(3)所得固体样品,在氮气氛中、200-350℃下脱水5小时;
(5)将步骤(4)所得黑色固体样品,碾磨得到粉料,用硝酸铵溶液交换三次、过滤、洗涤,再在100℃干燥8小时,得到去除C16TMAB的粉体材料;最后用浓硫酸磺化。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(1)氢氧化钠溶胀;优选地,相对于步骤(1)中所述氢氧化钠用量为60%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(2)处理温度;优选地,相对于步骤(2)中所述处理温度范围为50-80℃,更优选为60℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(2)处理时间;优选地,相对于步骤(2)中所述处理时间范围为2-8 h,更优选为6 h。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(2)处理pH;优选地,相对于步骤(2)中所述的处理pH值范围为4-10,更优选为8-9。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(2)所用C16TMAB;优选地,相对于步骤(1)所用竹炭重量计,所述C16TMAB用量为占竹炭用量的0~90.56%,更优选为71.96%。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(3)所用脱水温度为200-350℃,优先为
200-250℃,脱水时间为5小时。
8.一种催化醚化合成甲基叔丁基醚的方法,该方法包括在催化剂的作用下,甲醇和异丁烯反应合成甲基叔丁基醚,其特征在于,所述催化剂为权利要求1所述的新型生物碳基固体超强酸;优选地,相对于100重量份的异丁烯,所述催化剂的用量为4重量份,所述甲醇和所述异丁烯的用量摩尔比为1.5:1,压力1.5 MPa,反应温度为65℃,反应时间为2小时。
9.一种催化酯化合成己二酸二异辛酯DOA的方法,该方法包括在催化剂的作用下,己二酸和异辛醇反应合成DOA,其特征在于,所述催化剂为权利要求1所述的新型生物碳基固体超强酸;优选地,相对于100重量份的己二酸,所述催化剂的用量为2重量份,所述己二酸和异辛醇的用量摩尔比为1:2.5,反应温度为125℃,反应时间为2小时。
10.一种催化纤维素水解的方法,该方法包括在催化剂的作用下,其特征在于,所述催化剂为权利要求1所述的新型生物碳基固体超强酸;优选地,相对于2重量份的磷酸预处理的纤维素,所述催化剂的用量为1重量份,微波辐射功率为400 W,反应温度为90-92℃,反应时间为30分钟。