CN109482197A - 磁性固体酸催化剂so3h-cbc@m制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
一种磁性固体酸催化剂SO3H‑CBC@M制备方法与应用，包括：1)碳酸饮料与纳米磁性颗粒充分搅拌制成匀浆；2)进行水热反应；3)抽滤溶液，固体洗涤后干燥；4)在氮气保护下于管式炉中煅烧得M@CBC，M是磁性纳米金属；CBC是碳酸饮料提供的碳载体；5)取M@CBC粉碎过筛，将M@CBC与浓硫酸混匀；6)磺化，自然冷却到室温后，加入去离子水稀释未反应的浓硫酸后抽滤，固体用热水洗涤至滤液呈中性，干燥，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H‑CBC@M。本发明提供了一种高酸值与高催化活性且结构稳定、易于分离和循环使用的磁性固体酸催化剂SO3H‑CBC@M制备方法与应用。
Description
技术领域
本发明属于化工化学及能源催化领域，涉及一种磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法与应用，尤其涉及一种以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法与应用。
背景技术
对化石能源煤、石油、天然气等可能枯竭的担忧，推动并促使着新能源研究的不断发展。太阳能、风能、生物柴油，生物质油、生物质平台化合物等的高效绿色制备技术等，都是目前世界范围内应对能源危机的研究热点领域。其中，以植物油脂包括可食用及不可食用，及厨余废弃油脂、地沟油等与低碳醇在酸碱催化剂下生成相应的酯制备生物柴油；以农林废弃物秸秆、种皮、果壳、残枝败叶等为资源在金属、酸碱催化剂等作用下通过高温裂解、水解等制备还原糖、呋喃、糠醛等小分子平台化合物，都被认为是生产清洁能源的理想选择。而这些过程的工艺技术核心都在于新型催化剂的设计与制备。传统生产生物柴油及生物质水解制备小分子平台化合物，都是以酸或碱为催化剂的均相反应，催化剂有硫酸、磷酸等无机酸以及KOH等固体碱。均相催化生产过程中催化剂溶于溶剂中，对设备腐蚀性大，且难于回收利用。近年来兴起的固体酸、碱催化剂是应对上述问题的途经之一。该类固体催化剂是将酸性、碱性及金属催化剂等负载于载体上，生产效率较直接酸碱催化低，但是反应过程中腐蚀性小且易于回收和循环利用。为了使得固体催化剂更加容易分离操作，后来又发展出了具有磁性的固体酸碱催化剂，是将铁、钴、镍等金属盐复合到催化剂载体上上赋予其磁性，反应结束后通过外加磁场的作用可以快速将催化剂从反应体系中分理出来循环使用。
用于负载磁性及催化剂的载体一般是具有孔状结构的材料，要求结构合理，能与酸及磁性粒子结合稳定，反应过程中不易分解，该类载体有Al2O3、硅胶SiO2、活性炭等。催化剂的制备过程一般是金属盐与载体通过共沉淀、熔融法等复合，再通过煅烧与磺化等步骤制备成具有磁性的固体酸碱催化剂。其中，以碳材料负载磁性粒子的固体酸碱催化剂，由于碳材料来源广泛，生物质、石油煤炭等副产物石油焦、沥青等都可以做原材料，因此近来取得了很大的突破，如以生物质水解液及生物质来源碳(张帆等，一种碳基固体碱催化剂及其应用CN104492436A；一种以小桐子果壳为碳源载体制备的磁性催化剂及其应用CN106492839)，葡萄糖(Tongchao Su，Zhen Fang*，Fan Zhang，Jia Luo，XingkangLi.2015.Hydrolysis of Selected Tropical Plant Wastes Catalyzed by a MagneticCarbonaceous Acid with Microwave.Scientific Reports.)石油焦(Mingbo Wu*，YangWang，Ding Wang，Minghui Tan，Peng Li，Wenting Wu*，Noritatsu Tsubaki*.SO3H-modified petroleum coke derived porous carbon as an efficient solid acidcatalyst for esterification of oleic acid，Journal of Porous Materials，2016，23(1)：263-271)等，通过与金属盐共沉淀、煅烧或者与纳米金属氧化物直接共蒸发后煅烧、浓硫酸磺化的方法制备。这些磁性酸固体催化剂普遍具有较稳定的结构、较高的表面酸值及在生物柴油及生物质水解等方面出色的催化活性。
然在上述已经公开或者报道的该类催化剂制备过程中具有如下缺陷：步骤多且反应条件苛刻，如专利CN104492436A及CN106492839是采用将生物质果壳在稀硫酸为催化剂条件下高温高压水解，水解产物作为碳源供体；Journal of Porous Materials，2016，23(1)：263-271中是将石油焦以KOH做活化剂条件下在高温条件下活化作为催化剂碳源供体；这些过程中都要使用强酸强碱，且需要大量的水来中和与洗涤反应液和固体产物，造成环境污染与水资源浪费Tongchao Su等是直接以葡萄糖作为碳源供体，但是规模化制备不符合绿色可持续发展的理念。由此可见，选择合适的碳源载体，开发绿色、可持续、简便高效的催化剂具有重要的意义。
碳酸饮料(Carbonated Beverages)简称CB，如可口可乐、百事可乐、芬达以及健力宝等，均是目前世界上销量最大也是最受欢迎的碳酸饮料大品种。这些碳酸饮料的共同特征是糖含量很高，可口可乐(10.6g/100mL)、百事可乐(11.6g/100mL)、芬达(8g/100mL)、雪碧(11.0g/100mL)以及冰峰(7.9g/100mL)，含量大约在80-120g/L左右，是许多研究中天然理想的碳源。如Moammed等以碳酸饮料作为碳源发酵制备生物燃油，结果显示碳酸饮料制备生物乙醇非常高效，可达25g/L(Mohammed Dwidar，Siseon Lee，RobertJ.Mitchell.Theproduction of biofuels from carbonated beverages.Applied Energy，100(2012)，47-51)；且相关研究结果报道显示，以碳酸饮料CB为碳源，通过水热碳化及高温活化制备的多孔碳材料，具有非常优异的孔性能及超级电容器性能(Pengfei Zhang，Zhiyong Zhang，Jihua Chen，Sheng Dai.Ultrahigh surface area carbon from carbonated beverages：Combining self-templating process and in situ activation.Carbon，93(2015)39-47)，可能是碳酸饮料中的其他添加剂在其碳化过程有协同转化作用。目前全世界碳酸饮料市场庞大且种类繁多，而与由生物质催化水解等制备碳源相比，以碳酸饮料为原料则成本非常低廉。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种高酸值与高催化活性且结构稳定、易于分离和循环使用的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法与应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法，其特征在于：所述磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法包括以下步骤：
1)碳酸饮料CB与纳米磁性颗粒按照(50-100ml)：(1-2g)的比例充分搅拌制成匀浆后加入到水热反应釜中；
2)在水热反应釜中以5℃/min的升温速率升到180-220℃后保持10-24h；
3)取步骤2)中水热反应产物抽滤掉溶液，固体反复洗涤后105℃干燥；
4)取步骤3)中干燥产物，在氮气保护下于管式炉中500℃-700℃煅烧得M@CBC，其中：M是磁性纳米金属；CBC是碳酸饮料提供的碳载体；
5)取步骤4)所得产物M@CBC，将M@CBC粉碎过筛，按照M@CBC与浓硫酸的质量比是1：15-20的比例充分混匀，得到匀浆；
6)将步骤5)得到的匀浆在100℃-200℃的条件下磺化2-24h，自然冷却到室温后，加入去离子水充分稀释未反应的浓硫酸后抽滤，所得固体用热水反复洗涤至滤液呈中性且无SO4 2-检出，真空干燥箱中120℃干燥24h，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H-CBC@M。
上述步骤1)中碳酸饮料CB是可口可乐、百事可乐、芬达、雪碧、冰峰以及健力宝中的一种或几种的混合。
上述步骤1)中纳米磁性颗粒是纳米四氧化三铁、三氧化二铁、氧化钴以及氧化镍中的一种或几种的混合。
上述步骤2)中水热反应温度为200℃，反应时间15h。
上述步骤4)中氮气流量为200ml/min，所述煅烧温度700℃，所述煅烧时间2h。
上述步骤5)中M@CBC：浓硫酸＝1：15。
一种基于如上所述的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法制备得到的以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M；其中，M是磁性纳米金属；CBC是碳酸饮料提供的碳载体。
以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M在化工及能源催化方面的应用。
以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M在生物柴油转化及生物质水解反应中的应用。
本发明的优点是：
本发明提供了一种磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法与应用，是以碳酸饮料CB作为碳源供体制备磁性催化剂，CB中的糖及其他碳水化合物作为碳源，通过碳酸饮料其他添加剂成分的协同作用，与纳米磁性颗粒复合包裹，再与酸磺化作用，最终形成结构更加合理、酸度和催化性能都更加优异的磁性固体酸催化剂。本发明以含糖量高的碳酸饮料(CB)为碳源供体，制备一种高酸值与高催化活性且结构稳定、易于分离和循环使用的磁性催化剂SO3H-CBC@M，并将其应用到生物柴油及生物质水解反应中，解决了传统催化剂制备过程中工艺复杂、环境污染、浪费水资源、成本高等问题，进而提供了一种成本低、操作工艺简便，绿色环保的固体酸催化剂制备方法，并将其应用到生物质水解与生物柴油转化等方面。本发明创造性地首次采用常见的碳酸饮料为碳源供体，制备磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M；该催化剂在同样的制备条件下比其他碳源催化剂酸值要高；在催化剂酸值接近或者相当的情况下，本发明的制备工艺简便、成本低；本发明采用碳酸饮料为碳源载供体制备的磁性固体酸催化剂，较常规的方法生产的磁性固体酸催化剂酸值更高，其中以芬达为碳源制备的催化剂酸值最高，达到2.87mmol/g，高于文献报道的其他碳源固体酸催化剂的酸度；本发明采用碳酸饮料为碳源载供体制备的磁性固体酸催化剂，可同时催化生物柴油转化与生物质水解；本发明工艺原料来源丰富、制备过程简单，设备要求低，投资少，易于产业化。
附图说明
图1是磁性固体酸催化剂催化丹参药渣水解产率柱状图；
图2是磁性固体酸催化剂催化文冠果油制备生物柴油结果图；
图3是SO3H-CB-ftC@Fe循环利用结果。
具体实施方式
本发明提供了一种以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)碳酸饮料CB与纳米磁性颗粒按照(50-100ml)：(1-2g)充分搅拌制成匀浆后加入到水热反应釜中；碳酸饮料CB是可口可乐、百事可乐、芬达、雪碧、冰峰以及健力宝中的一种或几种的混合；纳米磁性颗粒是纳米四氧化三铁、三氧化二铁、氧化钴、氧化镍等中的一种或几种的混合；
2)水热反应釜以5℃/min的升温速率升到180-220℃后保持10-24h；优选温度200℃，优选反应时间15h；
3)取步骤2)中水热反应产物抽滤掉溶液，固体反复洗涤后105℃干燥；
4)取步骤3)中干燥产物，氮气保护下于管式炉中500-700℃煅烧得M@CBC，M代表磁性纳米金属，CBC代表碳酸饮料提供的碳载体；其中，氮气流量为200ml/min，煅烧温度700℃，煅烧时间2h；
5)取步骤4)产物粉碎过筛，按照M@CBC与浓硫酸的质量比是1：15-20的质量比充分混匀，硫酸量过低磺化不完全，过高浪费硫酸且后处理麻烦。
6)将步骤5)中匀浆在100-200℃下磺化2-24h，自然冷却到室温后，加入去离子水充分稀释未反应的浓硫酸后抽滤，固体用热水反复洗涤至滤液呈中性且无SO4 2-检出，真空干燥箱中120℃干燥24h，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H-CBC@M。
本发明在提供磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法的同时，还提供了一种基于如上方法制备得到的以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M；其中，M是磁性纳米金属；CBC是碳酸饮料提供的碳载体。
另外，本发明所提供的以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M在化工及能源催化方面的应用，尤其是在生物柴油转化及生物质水解反应中的应用。
本发明所提供的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法与应用，是由不同碳酸饮料制备的催化剂，其表面酸度采用(Boehm HP.2002)Carbon，40(2)，145-149的方法测定：首先分别配制浓度为0.1mol/L的HCl和NaOH标准溶液和Na2CO3溶液；然后准确称取干燥至恒重的基准物质NaCO3固体0.1325g(精确至0.001g)，将其溶于25mL蒸馏水中，加10滴甲基红－溴甲酚绿混合指示剂，用需要标定的0.1mol/L HCl标准溶液滴定至溶液由绿色变为紫红色，记下读数；随后，用己标定的该HCl溶液对Na2CO3和NaOH溶液进行标定。然后称取0.5克的催化剂样品(精确至0.001g)于100mL烧杯中，然后分别加入50mL的Na2CO3或NaOH溶液，超声振荡1h，密封烧杯口后室温静置浸泡24h。用干燥漏斗过滤浸泡液，用移液管取10mL滤液于三角瓶中，用15mL知浓度的盐酸溶液中和未反应的碱。最后，以酚酞为指示剂，用0.1mol/L的NaOH溶液进行返滴定，根据浸泡液、滴定液的酸碱浓度和滴定消耗的酸碱体积计算固体样品的表面酸度。
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
1)将排净其中CO2气体的100mL碳酸饮料CB可口可乐(含糖量10.6g/100mL)，加入到250mL水热反应釜中，搅拌下加入纳米磁性颗粒Fe3O4 2g，充分搅拌制成匀浆后将水热反应釜密封；
2)水热反应釜以5℃/min的升温速率升到200℃后保持10h；
3)取步骤2)中水热反应产物抽滤掉溶液，固体反复洗涤后105℃干燥；
4)取步骤3)中干燥产物，氮气保护下于管式炉中700℃煅烧得Fe@CB-ccC，cc代表可口可乐；
5)取步骤4)产物粉碎过筛，按照Fe@CB-ccC：浓硫酸＝1：15的质量比充分混匀
6)将步骤5)中匀浆在150℃下磺化15h，自然冷却到室温后，加入去离子水充分稀释未反应的浓硫酸后抽滤，固体用热水反复洗涤至滤液呈中性且无SO4 2-检出，真空干燥箱中120℃干燥24h，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H-CB-ccC@Fe。
酸碱滴定法测得该催化剂表面酸度为0.85mmol/g。
实施例2
1)将排净其中CO2气体的100mL碳酸饮料CB百事可乐(含糖量11.6g/100mL)，加入到250mL水热反应釜中，搅拌下加入纳米磁性颗粒Fe3O4 2g，充分搅拌制成匀浆后将水热反应釜密封；
2)水热反应釜以5℃/min的升温速率升到200℃后保持10h；
3)取步骤2)中水热反应产物抽滤掉溶液，固体反复洗涤后105℃干燥；
4)取步骤3)中干燥产物，氮气保护下于管式炉中700℃煅烧得Fe@CB-ppC，pp代表百事可乐；
5)取步骤4)产物粉碎过筛，按照Fe@CB-ppC：浓硫酸＝1：15的质量比充分混匀
6)将步骤5)中匀浆在150℃下磺化15h，自然冷却到室温后，加入去离子水充分稀释未反应的浓硫酸后抽滤，固体用热水反复洗涤至滤液呈中性且无SO4 2-检出，真空干燥箱中120℃干燥24h，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H-CB-ppC@Fe。
酸碱滴定法测得该催化剂表面酸度为1.02mmol/g。
实施例3
1)将排净其中CO2气体的100mL碳酸饮料CB雪碧(含糖量11.0g/100mL)，加入到250mL水热反应釜中，搅拌下加入纳米磁性颗粒Fe3O4 2g，充分搅拌制成匀浆后将水热反应釜密封；
2)水热反应釜以5℃/min的升温速率升到200℃后保持10h；
3)取步骤2)中水热反应产物抽滤掉溶液，固体反复洗涤后105℃干燥；
4)取步骤3)中干燥产物，氮气保护下于管式炉中700℃煅烧得Fe@CB-spC，sp代表雪碧；
5)取步骤4)产物粉碎过筛，按照Fe@CB-spC：浓硫酸＝1：18的质量比充分混匀
6)将步骤5)中匀浆在150℃下磺化15h，自然冷却到室温后，加入去离子水充分稀释未反应的浓硫酸后抽滤，固体用热水反复洗涤至滤液呈中性且无SO4 2-检出，真空干燥箱中120℃干燥24h，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H-CB-spC@Fe。
酸碱滴定法测得该催化剂表面酸度为1.4mmol/g。
实施例4
1)将排净其中CO2气体的100mL碳酸饮料CB芬达(含糖量8.0g/100mL)，加入到250mL水热反应釜中，搅拌下加入纳米磁性颗粒Fe3O4 2g，充分搅拌制成匀浆后将水热反应釜密封；
2)水热反应釜以5℃/min的升温速率升到200℃后保持10h；
3)取步骤2)中水热反应产物抽滤掉溶液，固体反复洗涤后105℃干燥；
4)取步骤3)中干燥产物，氮气保护下于管式炉中700℃煅烧得Fe@CB-ftC，ft代表芬达；
5)取步骤4)产物粉碎过筛，按照Fe@CB-ftC：浓硫酸＝1：15的质量比充分混匀
6)将步骤5)中匀浆在150℃下磺化15h，自然冷却到室温后，加入去离子水充分稀释未反应的浓硫酸后抽滤，固体用热水反复洗涤至滤液呈中性且无SO4 2-检出，真空干燥箱中120℃干燥24h，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H-CB-ftC@Fe。
酸碱滴定法测得该催化剂表面酸度为2.87mmol/g。
实施例5
1)将排净其中的CO2气体的100mL碳酸饮料CB冰峰(含糖量7.9g/100mL)，加入到250mL水热反应釜中，搅拌下加入纳米磁性颗粒Fe3O4 2g，充分搅拌制成匀浆后将水热反应釜密封；
2)水热反应釜以5℃/min的升温速率升到200℃后保持10h；
3)取步骤2)中水热反应产物抽滤掉溶液，固体反复洗涤后105℃干燥；
4)取步骤3)中干燥产物，氮气保护下于管式炉中700℃煅烧得Fe@CB-ipC，ip代表冰峰；
5)取步骤4)产物粉碎过筛，按照Fe@CB-ipC：浓硫酸＝1：15的质量比充分混匀；
6)将步骤5)中匀浆在150℃下磺化15h，自然冷却到室温后，加入去离子水充分稀释未反应的浓硫酸后抽滤，固体用热水反复洗涤至滤液呈中性且无SO4 2-检出，真空干燥箱中120℃干燥24h，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H-CB-ipC@Fe。
酸碱滴定法测得该催化剂表面酸度为1.81mmol/g。
实施例6
将丹参药渣10g，各磁性固体酸催化剂0.1g，加入到100mL圆底烧瓶中，与80℃下搅拌反应3h，反应结束后用永磁铁将催化剂分离，反应液用高效液相色谱测定还原糖产率。结果如下图1所示。由图1可知，由五种碳酸饮料作为为碳源供体制备的磁性固体催化剂，皆可很好的催化丹参药渣水解制备还原糖，其中以可口可乐、百事可乐和雪碧为碳源的磁性固体催化剂催化活性相当，还原糖的产率在20-23％；以芬达和冰峰为碳源制备的磁性固体催化剂的催化活性接近，以雪碧为碳源的催化剂催化丹参制备还原糖的产率在25.4％左右，而以芬达为碳源制备的催化剂催化活性最高，催化丹参药渣制备还原糖的产率达到28.7％左右。催化丹参药渣制备还原糖的催化活性，与各催化剂的酸值相关，酸值越高的催化剂催化活性越好。
实施例7
文冠果油10g，甲醇25g，各磁性固体酸催化剂0.1g，加入到100mL圆底烧瓶中，于室温下搅拌反应5h，外加磁场分离催化剂，上层产物气相色谱测定文冠果油转化率。结果如下图2所示，SO3H-CB-ftC@Fe催化剂循环利用结果如图3所示。由图2可知，五种催化剂都可以很好的催化文冠果油生物柴油转化反应，文冠果油转化率都在50％以上，其中以芬达为碳源的磁性固体催化剂SO3H-CB-ftC@Fe催化文冠果油生物柴油转化的活性最高，文冠果油转化率在97.8％左右；雪碧为碳源的催化剂SO3H-CB-spC@Fe催化文冠果果油生物柴油转化率为90.6％；冰峰为碳源的催化剂SO3H-CB-ipC@Fe催化文冠果果油生物柴油转化率为85.4％；可口可乐为碳源的催化剂SO3H-CB-ccC@Fe和百事可乐为碳源的催化剂SO3H-CB-ppC@Fe催化文冠果果油生物柴油转化率分别为55.4％和63.2％。以芬达为碳源制备的催化剂催化活性最高。由图3可知，芬达为碳源的催化剂SO3H-CB-ftC@Fe催化文冠果油生物柴油转换循环使用五次后，催化活性依然较高，文冠果油转化率达80.2，催化活性只降低了18.0％，具有良好的循环使用性能。
本发明催化剂与已公布技术专利对比试验结果：
通过与平行文献报道的结果相比较，本发明采用碳酸饮料为碳源载供体制备的磁性固体酸催化剂，较常规的方法生产的磁性固体酸催化剂，工艺过程简单，水热法制备直接以碳酸饮料作为溶剂和碳源供体，节省了额外的溶剂添加。本发明制备的催化剂酸值更高，尤其以芬达为碳源制备的催化剂酸值最高，达到2.87mmol/g，高于文献报道的其他碳源固体酸催化剂的酸值，在催化剂酸值接近或者相当的情况下，本发明的制备工艺简便、成本低，且较文献报道的同类催化剂只催化生物质水解或者催化生物柴油柴油转化，本发明制备的催化剂可同时催化两者反应，循环使用五次以上催化活性无明显降低。
Claims (9)
1.一种磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法，其特征在于：所述磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法包括以下步骤：
1)碳酸饮料CB与纳米磁性颗粒按照(50-100ml)：(1-2g)的比例充分搅拌制成匀浆后加入到水热反应釜中；
2)在水热反应釜中以5℃/min的升温速率升到180-220℃后保持10-24h；
3)取步骤2)中水热反应产物抽滤掉溶液，固体反复洗涤后105℃干燥；
4)取步骤3)中干燥产物，在氮气保护下于管式炉中500℃-700℃煅烧得M@CBC，其中：M是磁性纳米金属；CBC是碳酸饮料提供的碳载体；
5)取步骤4)所得产物M@CBC，将M@CBC粉碎过筛，按照M@CBC与浓硫酸的质量比是1：15-20的比例充分混匀，得到匀浆；
6)将步骤5)得到的匀浆在100℃-200℃的条件下磺化2-24h，自然冷却到室温后，加入去离子水充分稀释未反应的浓硫酸后抽滤，所得固体用热水反复洗涤至滤液呈中性且无SO4 2-检出，真空干燥箱中120℃干燥24h，密封、干燥箱中干燥保存，得最终产物SO3H-CBC@M。
2.根据权利要求1所述的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法，其特征在于：所述步骤1)中碳酸饮料CB是可口可乐、百事可乐、芬达、雪碧、冰峰以及健力宝中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求2所述的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法，其特征在于：所述步骤1)中纳米磁性颗粒是纳米四氧化三铁、三氧化二铁、氧化钴以及氧化镍中的一种或几种的混合。
4.根据权利要求3所述的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法，其特征在于：所述步骤2)中水热反应温度为200℃，反应时间15h。
5.根据权利要求4所述的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法，其特征在于：所述步骤4)中氮气流量为200ml/min，所述煅烧温度700℃，所述煅烧时间2h。
6.根据权利要求5所述的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法，其特征在于：所述步骤5)中M@CBC：浓硫酸＝1：15。
7.一种基于如权利要求6所述的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M制备方法制备得到的以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M；其中，M是磁性纳米金属；CBC是碳酸饮料提供的碳载体。
8.一种基于如权利要求7所述的以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M在化工及能源催化方面的应用。
9.根据权利要求8所述的以碳酸饮料为碳源供体的磁性固体酸催化剂SO3H-CBC@M在生物柴油转化及生物质水解反应中的应用。
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