酸催化剂的制备方法如上述实验步骤，其中在本实施例中微藻为小球藻。
[0034]将Ig小球藻(总碳水化合物含量50%)、2g微藻固体酸催化剂和4mL氯化1-丁基3-甲基咪卩坐一并加入到15mL反应!！中，密闭后开始反应，搅拌转速为150rpm，待温度升高到160°C时开始计时，微波加热保持该温度反应4h，待反应束后，立即将反应釜浸入冷水中降温至室温。将反应液在1000rpm下离心，取上清液进行分析检测。本实施例中使用的微藻固体酸催化剂中碳载体与浓硫酸的比例为0.1 g: 42.75mL。
[0035]经过气相色谱分析，计算得出产物乙酰丙酸乙酯产率可达28.3%。
[0036]实施例2
[0037]微藻固体酸催化剂的制备方法如上述实验步骤，其中在本实施例中微藻为栅藻。
[0038]将Ig栅藻(总碳水化合物含量40%)、0.1g微藻固体酸催化剂和4mLl-丁基3-甲基咪唑甲磺酸盐一并加入到15mL反应釜中，密闭后开始反应，搅拌转速为150rpm，待温度升高至IJ180°C时开始计时，微波加热保持该温度反应3h，待反应束后，立即将反应釜浸入冷水中降温至室温。将反应液在1000rpm下离心，取上清液进行分析检测。本实施例中使用的微藻固体酸催化剂中碳载体与浓硫酸的比例为0.5g: 42.75mL。
[0039]经过气相色谱分析，计算得出产物乙酰丙酸乙酯产率可达16.2%。
[0040]实施例3
[0041]微藻固体酸催化剂的制备方法如上述实验步骤，其中在本实施例中微藻为小球藻。
[0042]将Ig小球藻(总碳水化合物含量60%)0.5g生物质碳基固体超强酸和4mLl_磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐一并加入到15mL反应釜中，密闭后开始反应，搅拌转速为150rpm，待温度升高到120°C时开始计时，微波加热保持该温度反应5h，待反应束后，立即将反应釜浸入冷水中降温至室温。将反应液在1000rpm下离心，取上清液进行分析检测。本实施例中使用的微藻固体酸催化剂中碳载体与浓硫酸的比例为I g: 42.7 5mL。
[0043]经过气相色谱分析，计算得出产物乙酰丙酸乙酯产率可达12.5%。
[0044]实施例4
[0045]微藻固体酸催化剂的制备方法如上述实验步骤，其中在本实施例中微藻为小球藻。
[0046]将Ig小球藻(总碳水化合物含量50%)lg生物质碳基固体超强酸和4mL氯化1-丁基
3-甲基咪卩坐一并加入到50mL反应!！中，密闭后开始反应，搅拌转速为150rpm，待温度升高到140°C时开始计时，微波加热保持该温度反应4h，待反应束后，立即将反应釜浸入冷水中降温至室温。将反应液在1000rpm下离心，取上清液进行分析检测，经过气相色谱分析。本实施例中使用的微藻固体酸催化剂中碳载体与浓硫酸的比例为0.5g: 42.75mL。
[0047]计算得出产物乙酰丙酸乙酯产率可达12.3%。
[0048]实施例5
[0049]微藻固体酸催化剂的制备方法如上述实验步骤，其中在本实施例中微藻为栅藻。
[0050]将Ig栅藻(总碳水化合物含量60%)0.1g生物质碳基固体超强酸和4mL氯化1-丁基
3-甲基咪卩坐一并加入到50mL反应!！中，密闭后开始反应，搅拌转速为150rpm，待温度升高到180°C时开始计时，微波加热保持该温度反应2h，待反应束后，立即将反应釜浸入冷水中降温至室温。将反应液在1000rpm下离心，取上清液进行分析检测。本实施例中使用的微藻固体酸催化剂中碳载体与浓硫酸的比例为0.5g: 42.75mL。
[0051 ] 经过气相色谱分析，计算得出产物乙酰丙酸乙酯产率可达19.2%。
[0052]本发明与现有制备乙酰丙酸的方法相比较，一方面提高微藻转化乙酰丙酸的效率，降低了反应温度和反应时间，另一方面提高了微藻制备固体酸再应用于微藻碳水化合物转化为乙酰丙酸的经济性，为生物质微藻产品高附加值转化开辟新的方向。
[0053]上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利保护范围中。
【主权项】
1.一种离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于，以微藻为原料，生物质碳基固体酸为催化剂，加入离子液体，密闭反应制备乙酰丙酸，其中所述生物质碳基固体酸与所述微藻的质量比为I: 10-2:1，所述微藻和所述生物质碳基固体酸组成的固体混合物与所述离子液体的质量比为1:4-3:4。2.根据权利要求1所述的离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于，所述生物质碳基固体酸催化剂为微藻固体酸。3.根据权利要求1所述的离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于，所述反应条件为:温度120?180°C，反应2?5h。4.根据权利要求1或2所述的离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于，所述生物质碳基固体酸由如下制备方法制备: (1)微藻炭化:将微藻加热至碳化，制得碳载体； (2)生物质碳基固体酸的制备:将浓硫酸与步骤(I)中制得碳载体以42.75mL:(0.1?I)g的比例混合，加热至100°C，经水洗，烘干制得生物质碳基固体酸。5.根据权利要求1或4所述的离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于:所述微藻为碳水化合物含量占微藻干重的40%以上、淀粉含量占微藻干重的20%以上的高碳水化合物。6.根据权利要求4所述的离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于:步骤(I)中所述微藻以5°C/min的升温速率，加热至400°C，持续该温度Ih07.根据权利要求4所述的离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于:步骤(2)中所述碳载体与浓硫酸混合后加热至100°C，持续该温度12h。8.根据权利要求1所述的离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于:所述离子液体选自氯化1-丁基3-甲基咪唑、1-丁基3-甲基咪唑甲磺酸盐或1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐中的一种。9.根据权利要求1所述的离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于:所述反应以氮气为保护气体。
【专利摘要】本发明提供一种离子液体辅助生物质碳基固体酸催化微藻转化为乙酰丙酸的方法，其特征在于，以微藻为原料，生物质碳基固体酸为催化剂，所述生物质基固体酸与所述微藻的质量比为1:10-2:1，加入离子液体，所述微藻和所述生物质基固体酸组成的固体混合物与所述离子液体的质量比为1:4-3:4，密闭反应制备乙酰丙酸。本方法简单环保，且有效的提高微藻转化乙酰丙酸的效率，降低反应温度和反应时间，从而有利于提高固体酸应用于微藻碳水化合物转化为乙酰丙酸的经济性，为生物质微藻产品高附加值转化开辟新的方向。
【IPC分类】C07C51/00, B01J37/34, B01J31/02, C07C59/185
【公开号】CN105541609
【申请号】CN201610058804
【发明人】袁振宏, 周卫征, 王忠铭, 许敬亮, 刘婉玉, 张宇, 梁翠谊
【申请人】中国科学院广州能源研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月28日