[发明专利]一种以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂，其特征在于：包括，

在羧甲基纤维素钠外表面负载硝酸铝和磺酸官能团，即为以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂Al(NO₃)₃/CMC-SO₃H；

其中，所述以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂的制备方法，包括，

将AlCl₃·6H₂O、羧甲基纤维素钠和去离子水混合，搅拌，过滤，将固体充分暴露在氨气中，水洗，干燥，得到增加表面羟基数的羧甲基纤维素钠；

将增加表面羟基数的羧甲基纤维素钠与无水甲苯、3-氯丙基三乙氧基硅烷和3-巯丙基三乙氧基硅烷混合，在氮气中回流，过滤后用二氯甲烷索氏抽提、干燥，得到氯和巯基官能化羧甲基纤维素钠；

在酸性条件下将氯和巯基官能化羧甲基纤维素钠在过氧化氢和甲醇溶液中搅拌，用去离子水调至中性，再在酸性氛围下二次搅拌，调成中性，抽滤，干燥，得到氯和磺酸官能化羧甲基纤维素钠；

将氯和磺酸官能化羧甲基纤维素钠和咪唑在无水甲苯中回流，抽滤，洗涤，干燥，得到负载咪唑离子液体和磺酸官能化的羧甲基纤维素钠；

将负载咪唑离子液体和磺酸官能化的羧甲基纤维素钠与Al(NO₃)₃·9H₂O加入到无水乙醇溶液中搅拌后抽滤，洗涤，干燥，得到负载硝酸铝和磺酸官能化的双功能催化剂。

2.如权利要求1所述以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂的制备方法，其特征在于：包括，将AlCl₃·6H₂O、羧甲基纤维素钠和去离子水混合，搅拌，过滤，将固体充分暴露在氨气中，水洗，干燥，得到增加表面羟基数的羧甲基纤维素钠；

将增加表面羟基数的羧甲基纤维素钠与无水甲苯、3-氯丙基三乙氧基硅烷和3-巯丙基三乙氧基硅烷混合，在氮气中回流，过滤后用二氯甲烷索氏抽提、干燥，得到氯和巯基官能化羧甲基纤维素钠；

在酸性条件下将氯和巯基官能化羧甲基纤维素钠在过氧化氢和甲醇溶液中搅拌，用去离子水调至中性，再在酸性氛围下二次搅拌，调成中性，抽滤，干燥，得到氯和磺酸官能化羧甲基纤维素钠；

将氯和磺酸官能化羧甲基纤维素钠和咪唑在无水甲苯中回流，抽滤，洗涤，干燥，得到负载咪唑离子液体和磺酸官能化的羧甲基纤维素钠；

将负载咪唑离子液体和磺酸官能化的羧甲基纤维素钠与Al(NO₃)₃·9H₂O加入到无水乙醇溶液中搅拌后抽滤，洗涤，干燥，得到负载硝酸铝和磺酸官能化的双功能催化剂。

3.如权利要求2所述以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂的制备方法，其特征在于：所述AlCl₃·6H₂O、羧甲基纤维素钠和去离子水混合时的添加配比为10～15g：10～15g：100～500mL。

4.如权利要求2所述以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂的制备方法，其特征在于：所述增加表面羟基数的羧甲基纤维素钠与3-氯丙基三乙氧基硅烷和3-巯丙基三乙氧基硅烷混合，其中，每1g增加表面羟基数的羧甲基纤维素钠需添加3-氯丙基三乙氧基硅烷和3-巯丙基三乙氧基硅烷各1~5mmol；所述无水甲苯添加量为10～30 mL。

5.如权利要求2所述以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂的制备方法，其特征在于：所述在氮气中回流，回流温度为110℃，回流时间24h；所述用二氯甲烷索氏抽提、干燥，抽提温度55 ℃，提取24 h，在70 ℃下真空干燥24 h。

6.如权利要求2所述以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂的制备方法，其特征在于：所述酸性条件，硫酸浓度为0.01～0.05mol/L。

7.如权利要求2所述以羧甲基纤维素钠为基体的固体催化剂的制备方法，其特征在于：所述氯和巯基官能化羧甲基纤维素钠、过氧化氢和甲醇溶液的添加量为1～2g：30～50mL：10～15mL。