[发明专利]一种磁性固体酸催化剂及其在催化果糖水解反应中的应用

权利要求书

1.一种磁性固体酸催化剂，其特征在于，所述磁性固体酸催化剂的制备过程如下：

1)称取纤维素于硫酸溶液中超声预处理得到微晶纤维素，记为NCC；在去离子水中溶解一定量的十二烷基苯磺酸钠，然后称取一定量的NCC和Fe₃O₄纳米颗粒分散于水中，升温至70℃，搅拌并通入氮气鼓泡30min；

2)在氮气保护下，向步骤1)中加入甲基丙烯酸羟乙酯，逐滴滴加0.25mol/L过硫酸铵水溶液，滴加完成后继续搅拌反应4h，甲醇抽提除去未反应的单体和均聚物，烘干得磁性NCC-g-HEM；

3)将所述磁性NCC-g-HEM与二氯乙基二乙胺、甲苯、20％氢氧化钠溶液按照1:1.2～2.0:10～30：25～45的质量比一同加入到反应瓶中，混合均匀后回流搅拌1h，抽滤，用去离子水洗涤3-5次，烘干得含氮磁性NCC-g-HEM；

4)取蒙脱土粉分散于水中，加入十六烷基三甲基溴化铵，超声使其分散均匀，加入含氮磁性NCC-g-HEM和戊二醛，继续超声处理1h，之后在室温下搅拌3h；搅拌完成静置12h，过滤得到固体，用去离子水洗涤3-5次，烘干得到含氮磁性NCC-g-HEM/MMT复合材料；

5)将含氮磁性NCC-g-HEM/MMT复合材料置于管式炉中炭化得到固体粉末，降温后用浓硫酸磺化，过滤得到固体在真空烘箱中烘干，即得到磁性固体酸催化剂。

2.如权利要求1所述的磁性固体酸催化剂，其特征在于，所述十二烷基苯磺酸钠、NCC和Fe₃O₄纳米颗粒以及甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为0.5:1:1～2:3～6，所述过硫酸铵的用量为甲基丙烯酸羟乙酯质量的1％～2％。

3.如权利要求1所述的磁性固体酸催化剂，其特征在于，所述蒙脱土粉、十六烷基三甲基溴化铵、含氮磁性NCC-g-HEM和戊二醛的质量比为0.5～1:0.05:1:0.05。

4.如权利要求1所述的磁性固体酸催化剂，其特征在于，所述步骤5)中炭化条件为在氮气氛围下于250～300℃炭化0.5h；所述磺化反应条件为于110～120℃加热磺化10～12h。

5.一种采用如权利要求1-4中任一项所述的磁性固体酸催化剂催化果糖脱水生成5-羟甲基糠醛的应用。