Insights into preparation methods and functions of carbon-based solid acids
molecules
（中科院二区，JCR二区，IF=4.6）
1 研究背景
在催化领域，酸催化是化学工业中应用最广泛的催化方法之一。传统的酸催化主要依靠硫酸、硝酸或盐酸等液态酸来催化各种反应。然而，使用传统的液态酸会存在腐蚀反应设备、与产物分离困难、污染环境以及高成本的废酸处理等问题。这些缺点与绿色化学的理念相矛盾。与液体酸相比，固体酸具有耐高温、易分离、污染低、可重复使用等优点。因此，固体酸代替液态酸已成为大势所趋。碳基固体酸作为固体酸催化剂中的一类新型高效催化剂，主要通过在碳基材料上引入酸性基团而形成。与其他固体酸相比，该类固体酸具有酸性位点种类丰富、生物相容性良好、价廉易得、催化活性高、易回收利用以及对设备腐蚀性低等优点。
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3 研究成果
3.1 内容简介
不同的制备条件和处理工艺直接影响碳基固体酸的各项性能。本文结合目前对碳基固体酸的研究进展，总结了制备碳基固体酸的常用碳化和酸化方法。碳化方法包括一步法、分步法、水热法和模板法；酸化方法涵盖磺酸酸化法、磷酸酸化、杂多酸酸化以及硝酸酸化。此外，还总结了碳基固体酸在酯化、水解、缩合和烷基化等方面的应用。
3.2 研究结论
在当前的研究中，碳基固体酸的制备方法大多需要高温碳化和高浓度酸溶液浸渍，这导致产生有害气体和废酸溶液等副产品。因此，在未来的研究中，需要进一步改进技术，减少制备过程中有害副产品的生成。此外，还可以通过机器学习建立数据模型，揭示不同制备条件对碳基固体酸的酸位点、酸强度以及结构的影响，从而明确其合成机理。基于数据模型的理论基础，构建出一种稳定、廉价、高选择性的碳基固体酸催化材料，从而拓展碳基固体酸的制备思路和应用前景。
4 专家简介
张建，博士，教授。主要从事水产品加工贮藏保鲜方面的研究工作，主持及参与国家自然科学基金“蛋白质氧化引起新疆高白鲑肌肉蛋白功能变化及其机理的研究”、“体外羟自由基氧条件下内源蛋白酶对高白鲑肌原纤维蛋白作用的研究”和“新疆冷水鱼抗冻蛋白的结构特性及抗冻机理的研究”项目等。近年来，以第一作者或通讯作者在Ultrasonics Sonochemistry、Food Chemistry、Food Chemistry-X、LWT-Food Science and Technology、International Journal of Food Science and Technology等国际学术刊物上发表文章20余篇。
舒东，亚洲bet356体育硕士研究生，主要研究方向为食品加工过程中副产物的资源化再利用。
5 团队介绍
亚洲bet356体育营养与功能性食品研究方向主要围绕水产品理论与技术、功能食品工业化、有害物检测等领域开展科学研究，主要研究方向包括美拉德反应初期产物形成控制及健康食品创制研究、蛋白质氧化调控与产品品质提升技术研究、新疆特色动植物贮藏及加工过程中有益组分的营养及功能评价、有害组分的发生机制及调控检测方法、产品开发及副产物的综合利用等方面的研究等。
