[发明专利]一种杂多酸盐固体催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种杂多酸盐固体催化剂及其制备方法和应用。本发明公开了一种杂多酸盐固体催化剂，包括：杂多酸盐和负载在所述杂多酸盐上的M₁，该催化剂制备方法简单，该催化剂催化性好，制得的乳酸甲酯产率高，催化反应条件温和，易回收、重复利用率高且稳定性好，催化时间短，具有良好的工业化应用前景，解决了现有的催化剂催化生物质资源制乳酸甲酯时的生物质资源均是较为简单的单糖或者低聚糖，且催化性差，没有一种催化剂能较好的催化纤维素等多糖类制乳酯甲酯的催化剂的技术问题。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种杂多酸盐固体催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济社会的快速发展，大量开采化石资源，导致了化石资源的逐渐枯竭并在开采和使用过程中造成了大量的环境污染问题，寻找可替代化石资源的新型可再生能源成为迫切需求。生物质是目前最有希望取代化石资源的一种新型可再生资源，物质是指由植物、动物或微生物生命体所合成得到的物质的总称，分为植物生物质、动物生物质和微生物生物质。植物生物质来源包括：树木、农作物废弃物、草类及城市生物质废弃物。植物生物质主要组成元素为C、H和O，而化石资源的主要元素组成为C和H。通过光合作用，地球上的植物每年转化约2000亿吨的CO₂中的碳为碳水化合物，并储存了3×10¹³GJ的太阳能。其储存的能量是目前世界能源消耗的10倍左右。以可再生的生物质资源生产高附加值的化学品目前收到了广泛的关注，成为科学研究的热点领域。

纤维素是生物质资源中植物生物质资源中一种，是地球上最丰富、最廉价的植物生物质资源，在自然界中较容易获得，采用生物或化学方法将纤维素高效催化转化为高附加值化学品具有重要的社会和经济效益。

乳酸甲酯，又名2-羟基丙酸甲酯，是一种无色液体，易燃，溶于水、乙醇、有机溶剂。乳酸甲酯是从植物生物质制备的一种重要平台化学品，被广泛应用于医药食品、化妆品、化学品和制药工业，还可以作为绿色溶剂和合成生物可降解的聚合物-聚乳酸的原料。

现有的催化剂催化生物质资源制乳酸甲酯时的生物质资源均是较为简单的单糖或者低聚糖，且催化性差，如：刘镇(刘镇，生物制基碳水化合物催化转化制乳酸甲酯[D]，浙江大学，2012.)利用NiO催化转化葡萄糖制乳酸甲酯，其中乳酸甲酯收率达到39.7％，目前还没有一种催化剂能较好的催化纤维素等多糖类制乳酯甲酯的催化剂。

因此，研发一种催化纤维素等多糖制乳酸甲酯的催化性好，且乳酸甲酯产率高的催化剂是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种杂多酸盐固体催化剂及其制备方法和应用，解决了现有的催化剂催化生物质资源制乳酸甲酯时的生物质资源均是较为简单的单糖或者低聚糖，且催化性差，没有一种催化剂能较好的催化纤维素等多糖类制乳酯甲酯的催化剂的技术问题。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种杂多酸盐固体催化剂，其特征在于，包括：杂多酸盐和负载在所述杂多酸盐上的M₁；

所述杂多酸盐选自Cs_xH_3-xPW₁₂O₄₀、M₂PW₁₂O₄₀、M₂Si(W₃O₁₀)₄或M₂Mo₁₂O₄₁P；

其中，M₁为稀土金属离子，M₂为金属离子，x为0.5～3.0。

优选地，所述稀土金属离子在所述杂多酸盐固体催化剂中的负载量为5wt％～30wt％，更优选为20wt％。