1.一种磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)硫醚杂化石墨烯的制备:取0.1~1g石墨烯和5~20ml卤代烷A在20~50℃搅拌均匀;再加入0.2~3g卤素,在10~80℃条件下反应至溶液无色,而后蒸馏出未反应的卤代烷A和卤素;再加入10~50ml的有机胺溶剂,搅拌均匀;再加入0.1~1g无水硫化物,130~170℃反应2~6h;再加入卤代烷B0.3~1g,140~180℃反应2~6h后停止反应,清洗产物,除去反应剩余物,干燥,得到的硫醚杂化石墨烯;
(2)磺化硫醚杂化石墨烯的制备:取0.05~1g步骤(1)中得到的硫醚杂化石墨烯投入10~30mL 98%浓硫酸中,在40~80℃条件搅拌均匀;再逐滴加入发烟硫酸或氯磺酸
0.12g~0.24g,反应1~3h;将反应混合液缓慢加入到过量的去离子水中,形成沉淀;用去离子水将沉淀物洗至中性,干燥,即得到磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂。
2.根据权利要求1所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法,其特征在于所述步骤(1)中的卤代烷A为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、氯乙烷、溴乙烷和四氯化碳中的至少一种;所述有机胺溶剂为N,N-二乙基甲酰胺、己内酰胺、N-烷基己内酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种;所述硫化物为Na2S、K2S、Li2S、Rb2S和Cs2S中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法,其特征在于所述步骤(1)中的卤代烷B为卤代苯。
4.根据权利要求3所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂的制备方法,其特征在于所述卤代苯为氯苯或溴苯。
5.根据权利要求1-4任一所述方法得到的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂。
6.一种磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备5-HMF的方法,其特征在于取权利要求5所述的催化剂70~110mg,以3~7ml离子液体为溶剂,加入0.6~1.2g碳水化合物,在130-180℃反应1~8h,然后利用乙酸乙酯萃取得到5-HMF。
7.根据权利要求6所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备
5-HMF的方法,其特征在于所述碳水化合物为纤维素、纤维二糖、葡萄糖和果糖中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备
5-HMF的方法,其特征在于所述离子液体为N-甲基咪唑类离子液体。
9.根据权利要求8所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备
5-HMF的方法,其特征在于所述N-甲基咪唑类离子液体为[EMIM]Br、[BMIM]Cl、[BMIM]Br和[AMIM]Cl中的至少一种。
10.根据权利要求6所述的磺酸和硫醚协同杂化石墨烯催化剂催化碳水化合物制备
5-HMF的方法,其特征在于取权利要求5所述的催化剂70~110mg,以3~7ml[EMIM]Br为溶剂,加入0.6~1.2g碳水化合物,于140~160℃反应2~6h,然后利用乙酸乙酯萃取得到5-HMF。