1.一种适用微波辅助反应的固体酸催化剂及其制备方法,其特征在于采用谷物或者豆类为原料,通过粉碎、高温炭化、浓硫酸磺化、洗涤后湿法造粒、煅烧得到固体酸催化剂;具体步骤如下:(1)预处理:将谷物或者豆类除尘除杂后,粉碎,在40~120℃下干燥0.5~4h,得到颗粒状原料;
(2)炭化:将步骤(1)得到的颗粒在马弗炉中进行炭化反应,炭化温度为200~600℃,炭化时间为30 min~4 h,炭化结束后即得到活性炭载体;
(3)磺化:将步骤(2)得到的活性炭载体在搅拌的条件下经浓硫酸浸渍,进行磺化反应,磺化反应的温度为60~120℃,时间为1~4h;磺化中所用活性炭载体的质量与浓硫酸的体积比为1g : 5~15ml,搅拌速率为50~800 rpm;
(4)清洗:将步骤(3)经过磺化反应后得到的混合物用水充分洗涤至pH值为7;
(5)湿法造粒:将步骤(4)所得产物与金属粒子、沸石和粘合剂混合均匀,上述物料的比例为1: 0.05~0.1 : 0.1~0.3 : 0.05~0.1,造粒得到球形固体颗粒;
(6)煅烧:将步骤(5)得到的球形固体颗粒在马弗炉中煅烧,温度为100~500℃,时间为
30 min~4 h,冷却后即为制备完成的炭基固体酸催化剂。
2.根据权利要求1所述的固体酸催化剂及其制备方法,其特征在于所述谷物包括玉米、小麦、稻米、高粱、燕麦、荞麦、黑米、薏仁米、小米及其淀粉制品中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的固体酸催化剂及其制备方法,其特征在于所述豆类包括黄豆、绿豆、红豆、黑豆、扁豆、蚕豆、豌豆、菜豆、刀豆、木豆、鹰嘴豆及其淀粉制品中一种或多种。
4.根据权利要求1所述的固体酸催化剂及其制备方法,其特征在于步骤(5)中所述粘合剂包括淀粉及其麦芽糊精、羧甲基纤维素钠的一种或混合形式。
5.根据权利要求1所述的固体酸催化剂及其制备方法,其特征在于步骤(5)中所述金属粒子包括铁、铝、铜一种或混合形式,形式为金属屑、金属氧化物,金属离子盐。
6.根据权利要求1所述的固体酸催化剂及其制备方法,其特征在于步骤(5)中所述造粒采用挤出滚圆的方法造粒,挤出模头直径为0.6~2 mm,所述造粒的颗粒大小为
0.4~2.2mm。
7.一种权利要求1所述的固体酸催化剂在微波促进生物柴油反应中的应用,其特征在于:以低品质的餐饮废油和甲醇为原料,在微波化学反应器中制备生物柴油,反应条件:醇油比为1:3~1:20;反应温度为40~80℃;反应时间为10~60 min,微波功率为100~800 W,催化剂用量为2~10%。
8.根据权利要求7所述的固体酸催化剂在微波促进生物柴油反应中的应用,其特征在于:生物柴油的转化率用反应前后酸值的变化来表示。
9.根据权利要求7所述的固体酸催化剂在微波促进生物柴油反应中的应用,其特征在于:所述微波化学反应器的微波发射频率为2450MHz,反应器可调控温度和微波功率,反应器具备搅拌装置、回流装置和光纤温度传感器装置。