本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种制备胡敏素基多孔碳负载单质铜催化剂的方法。
背景技术：
多孔碳负载过渡金属催化剂具有比表面积大、吸附能力强、化学性能稳定、易再生等特点，现已广泛应用于催化氧化反应、光催化反应、催化加氢等多方面。铜是一种使用广泛的过渡金属元素，价格相对低廉，且有较高的环境安全性和化学稳定性。多孔碳负载铜催化剂在焦化废水和染料废水处理、甲醇氧化制备二甲醚、糠醛催化加氢等多个领域都有重要催化效果。常规多孔碳负载铜催化剂制备通常是先把木材、木炭、各类果壳等生物质或者矿物类原料通过活化的方法制备成多孔碳材料，然后通过浸渍、沉降或者机械搅拌等物理方法把铜盐(如氯化铜、硝酸铜等)负载到多孔碳材料上。这些常规物理负载方法存在一些问题：如在浸渍过程中铜盐利用率低，铜较难在活性炭内均匀分布，铜通常以二价铜为主、要得到多孔碳负载的单质铜催化剂需要进一步还原等。
以可再生糖类资源酸催化水解制备高价值化学品5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸已经成为已经一种重要技术。胡敏素是糖类酸催化水解过程中的一种水不溶的固体副产物。以糖类化合物（如纤维素、葡萄糖、果糖等）为原料反应，胡敏素质量产率可在18-36wt%之间，而基于碳的产率则可在35-65c%之间，这个结果说明大量的糖类化合物中的碳被转化为胡敏素。固体胡敏素具有稳定聚合结构、且常规溶剂不溶的特点，从另一个角度来说胡敏素可以成为一种潜在的廉价碳材料原料，但现阶段胡敏素主要用来直接燃烧制热，利用价值低下。为了提高糖类化合物水解利用效率和价值，把胡敏素转化为高价值产品具有重要意义。
技术实现要素：
本发明提出了一种工艺简单、以胡敏素为原料活化反应直接得到多孔碳负载单质铜催化剂的方法。
实现本发明的技术方案是：一种制备胡敏素基多孔碳负载单质铜催化剂的方法，步骤如下：
（1）将过量氢氧化铜加入到氢氧化钾溶液中，配制饱和氢氧化铜溶液，将胡敏素加入到饱和氢氧化铜溶液中，在180-200℃下反应12h，反应后在100-120℃烘箱中烘干，得到黑色固体产物；
（2）将黑色固体产物放入通氮气保护的管式炉中，在500-900℃反应1-2h，冷却后用去离子水反复清洗，烘干得到多孔碳负载单质铜催化剂。
所述步骤（1）中氢氧化钾溶液的浓度为5-10mol/l。
所述步骤（1）中将过量氢氧化铜加入到氢氧化钾溶液中，搅拌1-2h后过滤未溶解的氢氧化铜，得到饱和氢氧化铜溶液。
所述步骤（1）中每1g胡敏素加入到5-10ml饱和氢氧化铜溶液中。
本发明的有益效果是：本发明把低价值副产物胡敏素直接转化为高价值多孔碳负载单质铜催化剂，工艺流程简单、操作方便。所得催化剂外表面是多孔状（图1），通过氮气吸附测试催化剂比表面积高达1860m2/g，通过xrd分析所负载的铜为单质铜（图2），负载量可达7%，高达50-60%的氢氧化钾溶液中的铜被负载到多孔碳上，铜利用率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中多孔碳负载单质铜催化剂sem图。
图2为本发明实施例1多孔碳负载单质铜催化剂xrd图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种制备胡敏素基多孔碳负载单质铜催化剂的方法，步骤如下：
（1）将过量氢氧化铜加入5mol/l氢氧化钾溶液中，搅拌1个小时后过滤未溶解的氢氧化铜，得到氢氧化铜在氢氧化钾溶液中的饱和溶液；
（2）将3g胡敏素加入50ml反应罐，加入30ml上述饱和溶液，密闭反应罐，在200度恒温反应12个小时，反应完后用冷水冷却至室温，得到胡敏素和氢氧化铜溶解后的均相溶液；
（3）将上述均相溶液在100度鼓风干燥箱中蒸发水分，得到黑色固体产品；
（4）将上述黑色固体产品放入氮气保护的管式炉中，以5度升温至900度，并升温后保持反应1个小时，反应完后冷却至室温，得到固体碳材料；将该固体碳材料用去离子水反应清洗后烘干，得到多孔碳负载单质铜催化剂。
实施例2
一种制备胡敏素基多孔碳负载单质铜催化剂的方法，步骤如下：
（1）将过量氢氧化铜加入10mol/l氢氧化钾溶液中，搅拌1个小时后过滤未溶解的氢氧化铜，得到氢氧化铜在氢氧化钾溶液中的饱和溶液；
（2）将3g胡敏素加入50ml反应罐,加入15ml上述饱和溶液，密闭反应罐，在190度恒温反应12个小时，反应完后用冷水冷却至室温，得到胡敏素和氢氧化铜溶解后的均相溶液；
（3）将上述均相溶液在120度鼓风干燥箱中蒸发水分，得到黑色固体产品；
（4）将上述黑色固体产品放入氮气保护的管式炉中，以10度/分钟升温至700度，并升温后保持反应2个小时，反应完后冷却至室温，得到固体碳材料；将该固体碳材料用去离子水反应清洗后烘干，得到多孔碳负载单质铜催化剂。
实施例3
一种制备胡敏素基多孔碳负载单质铜催化剂的方法，步骤如下：
（1）将过量氢氧化铜加入7mol/l氢氧化钾溶液中，搅拌1个小时后过滤未溶解的氢氧化铜，得到氢氧化铜在氢氧化钾溶液中的饱和溶液；
（2）将3g胡敏素加入50ml反应罐,加入20ml上述饱和溶液，密闭反应罐，在200度恒温反应12个小时，反应完后用冷水冷却至室温，得到胡敏素和氢氧化铜溶解后的均相溶液；
（3）将上述均相溶液在110度鼓风干燥箱中蒸发水分，得到黑色固体产品；
（4）将上述黑色固体产品放入氮气保护的管式炉中，以5度/分钟升温至600度，并升温后保持反应1.5个小时，反应完后冷却至室温，得到固体碳材料；将该固体碳材料用去离子水反应清洗后烘干，得到多孔碳负载单质铜催化剂。
实施例4
一种制备胡敏素基多孔碳负载单质铜催化剂的方法，步骤如下：
（1）将过量氢氧化铜加入8mol/l氢氧化钾溶液中，搅拌1个小时后过滤未溶解的氢氧化铜，得到氢氧化铜在氢氧化钾溶液中的饱和溶液；
（2）将3g胡敏素加入50ml反应罐,加入25ml上述饱和溶液，密闭反应罐，在180度恒温反应12个小时，反应完后用冷水冷却至室温，得到胡敏素和氢氧化铜溶解后的均相溶液；
（3）将上述均相溶液在120度鼓风干燥箱中蒸发水分，得到黑色固体产品；
（4）将上述黑色固体产品放入氮气保护的管式炉中，以5度/分钟升温至500度，并升温后保持反应2个小时，反应完后冷却至室温，得到固体碳材料；将该固体碳材料用去离子水反应清洗后烘干，得到多孔碳负载单质铜催化剂。
实施例5
一种制备胡敏素基多孔碳负载单质铜催化剂的方法，步骤如下：
（1）将过量氢氧化铜加入9mol/l氢氧化钾溶液中，搅拌1个小时后过滤未溶解的氢氧化铜，得到氢氧化铜在氢氧化钾溶液中的饱和溶液；
（2）将3g胡敏素加入50ml反应罐,加入30ml上述饱和溶液，密闭反应罐，在200度恒温反应12个小时，反应完后用冷水冷却至室温，得到胡敏素和氢氧化铜溶解后的均相溶液；
（3）将上述均相溶液在110度鼓风干燥箱中蒸发水分，得到黑色固体产品；
（4）将上述黑色固体产品放入氮气保护的管式炉中，以8度/分钟升温至800度，并升温后保持反应2个小时，反应完后冷却至室温，得到固体碳材料；将该固体碳材料用去离子水反应清洗后烘干，得到多孔碳负载单质铜催化剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。