[发明专利]一种甘油经分子氧催化氧化直接制备甘油酸的方法

权利要求书

1、一种甘油经分子氧催化氧化直接制备甘油酸的方法，其特征是：以甘油为原料，氧化剂为氧气或空气，在碳纳米管负载金属催化剂作用下，间歇式一步反应制备获得甘油酸，制备步骤如下：

●在质量浓度为1％～50％的甘油水溶液中加入一定量的碳纳米管负载金属催化剂，控制催化剂的金属与甘油的物质的量比为5∶10000～5∶100；

●将上述反应溶液升温至25～90℃，通入氧气或空气，控制每小时气流量与反应初始甘油的摩尔比为：1∶1～80∶1；

●开启搅拌，反应1～24小时；

●反应结束后，将反应产物溶液和催化剂过滤分离，催化剂回收；

●过滤分离出催化剂以后的反应液，经离子交换柱分离，收集甘油酸的水溶液，真空蒸发浓缩，计算产品产量和收率。

2、根据权利要求1所述甘油经分子氧催化氧化一步制备甘油酸的方法，其特征是：所述的碳纳米管负载金属催化剂：载体为功能化的碳纳米管，金属活性组分为：铂，钯，钌，金，银，铼，铜中的一种，金属的负载量为：0.5～12wt％。

3、根据权利要求2的制备方法，其特征在于所述的碳纳米管载体的长度为1～2μm，外径为10～100nm。

4、根据权利要求2的制备方法，其特征是：碳纳米管负载金属催化剂的制备步骤如下：

●碳纳米管载体的功能化：将碳纳米管MWNTs初载体，分别经过H₂O₂，HNO₃或2-氨基乙硫醇进行表面功能化，分别获得：H₂O₂-MWNTs、H₂O₂-MWNTs、S-MWNTs功能化的碳纳米管载体；

●金属的负载：将上述功能化碳纳米管载体分散在水中，控制载体的质量与水的质量比为：1∶10～1∶30；然后将一定浓度的氯铂酸，氯化钯，三氯化钌，氯金酸，硝酸银，高铼酸铵，氯化铜中的一种金属前驱体的溶液，慢慢滴加到上述碳纳米管悬浊液中，控制金属的负载量为0.5～12wt％，在20～80℃温度下，搅拌浸渍0.5～20小时；然后超声振荡1～2小时；再在20～80℃温度的条件下，搅拌加入一定量的甲醛或硼氢化钾，控制甲醛或硼氢化钾与金属的摩尔比为：2∶1～80∶1，反应1～5小时；然后过滤，用去离子水洗涤多次，并在80℃真空干燥，获得碳纳米管负载金属催化剂。

5、根据权利要求4的制备方法，其特征是：功能化碳纳米管载体H₂O₂-MWNTs的制备步骤：称取一定量的MWNTs用一定浓度的H₂O₂活化，控制MWNTs的质量与H₂O₂的质量比为1∶22～1∶45，在30～80℃，搅拌反应3～48小时，抽滤，反复用去离子水洗涤多次，80℃真空干燥后得到活化的H₂O₂-MWNTs载体。

6、根据权利要求4的制备方法，其特征是：其特征是：功能化碳纳米管载体HNO₃-MWNTs的制备步骤：称取一定量的MWNTs，用一定浓度的HNO₃酸化，控制MWNTs的质量与浓HNO₃的质量比为1∶11～1∶23，在70～85℃，搅拌并回流反应10～24小时，然后抽滤，反复用去离子水洗涤至中性，80℃真空干燥后得到的酸化HNO₃-MWNTs载体。

7、根据权利要求4的制备方法，其特征是：功能化碳纳米管载体S-MWNTs的制备步骤：将酸化HNO₃-MWNTs载体，在氯化亚砜中加热到40～90℃，控制载体与氯化亚砜的质量比为1∶5～1∶20，搅拌回流反应1～24小时；然后蒸馏除去氯化亚砜，得到酰化的碳纳米管；将酰化后的碳纳米管分散到无水甲苯溶剂中，控制载体与甲苯的质量比为1∶8～1∶28，加入2-氨基乙硫醇，控制载体与2-氨基乙硫醇的质量比为5∶1～80∶1，加热到40～90℃，搅拌回流反应12～48h，然后在150℃蒸馏除去甲苯，得到硫化的碳纳米管S-MWNTs。