[发明专利]一种利用丙烷制备乳酸的方法在审
申请号: | 202110311912.0 | 申请日: | 2021-03-24 |
公开(公告)号: | CN113151849A | 公开(公告)日: | 2021-07-23 |
发明(设计)人: | 周志有;王韬;李梦佳;刘晓晨;马海滨;程卓威;孙世刚 | 申请(专利权)人: | 厦门大学 |
主分类号: | C25B3/07 | 分类号: | C25B3/07;C25B3/23;C25B11/052;C25B11/054;C25B11/081;C25B11/089;B22F9/24;B82Y40/00 |
代理公司: | 厦门原创专利事务所(普通合伙) 35101 | 代理人: | 郭金华 |
地址: | 361000 *** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 利用 丙烷 制备 乳酸 方法 | ||
本发明提供了一种利用丙烷制备乳酸的方法,包括以下步骤:S1,制备催化剂;S2,将催化剂涂覆在电极上制成阳极,并用所述阳极制成电解池;S3,向电解池的电解质中通入丙烷,进行电解反应,制备乳酸。该方法的工艺简单、产物选择性高、反应条件温和。
技术领域
本发明涉及一种利用丙烷制备乳酸的方法,属于乳酸制备技术领域。
背景技术
乳酸的用途十分广泛,在食品行业、医药行业、工业、化妆品业、农林蓄业均有应用。特别是,近年来由于环境问题严峻,以聚乳酸用于生产生物可降解塑料来取代传统的聚乙烯和聚氯乙烯等不可降解塑料成为热门产业,对于乳酸单体的产量需求激增。目前乳酸制备方法主要有发酵法和化学合成法。发酵法利用乳酸菌催化淀粉、葡萄糖等制备乳酸,但这种方法主要使用可作为食物的糖类作为前体,存在着“与人争粮”等问题。化学合成法主要有乳腈法和丙烯腈法,前者需要大量使用剧毒物质氢氰酸,后者以丙烯腈作为底物且工序复杂,制备乳酸的成本均较高。
丙烷来源丰富,是天然气、液化石油气等原料气中的主要成分。如果能实现将丙烷一步反应转化成乳酸,则具有明显优势,可以大大降低合成装置成本,缩短工艺流程,减少废物和污染物的排放。目前已经有相关丙烷氧化转化途径的报道,但尚无一步反应直接转化至乳酸的报道。
发明内容
本发明提供了一种利用丙烷制备乳酸的方法,可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的:
一种利用丙烷制备乳酸的方法,包括以下步骤:
S1,制备催化剂;
S2,将催化剂涂覆在电极上制成阳极,并用所述阳极制成电解池;
S3,向电解池的电解质中通入丙烷,进行电解反应,制备乳酸。
作为进一步改进的,步骤S1包括以下步骤:
S11,A,贵金属以及贵金属与非贵金属合金的制备方法为将活性材料的前驱体用油胺、油酸搅拌溶解,并加热至100~150℃,加入六羰基钨,加热至230~250℃反应40~60min;B,贵金属氧化物以及非贵金属氧化物的制备方法为将活性材料前驱体分散于水溶液中,调节pH至7~13,温度升至100~500℃,保持4~5h;反应后离心洗涤,并真空干燥后研磨,再于空气氛中加热到100~200℃持续6~12h。;
S12,反应后离心洗涤,并真空干燥后研磨,然后将所制得粉末用有机溶剂溶解,并加入载体混合,超声,搅拌继续反应6-24h,得到纳米粒子;
S13,将所制得纳米粒子离心洗涤,干燥后研磨,得到催化剂。
作为进一步改进的,所述活性材料选自贵金属、贵金属与非贵金属合金、贵金属氧化物、非贵金属氧化物。
作为进一步改进的,所述载体的材料选自碳、无机氮化物、无机碳化物或无机氧化物。
作为进一步改进的,所述催化剂是铂、钌、铑、钯、铱、金中的至少一种金属或上述至少一种金属形成的氧化物,;或者所述催化剂是镍、铁、锰、钴、铜、铬、锡、镧、铈、钐、铽、镝或铥至少一种形成的氧化物;或者所述催化剂是铂、钌、铑、钯、铱、金中的至少一种金属与镍、铁、锰、钴、铜、铬、锡、镧、铈、钐、铽、镝或铥中的至少一种金属形成的合金。
作为进一步改进的,所述阳极是将所述催化剂和粘结剂涂覆到电极表面而形成。
作为进一步改进的,所述电解反应的温度为20~900℃,施加电势为0.2~2.0V,操作压力0.1~5MPa。
作为进一步改进的,所述电解质选自HClO4溶液、H2SO4溶液、固体酸、KOH溶液、固体碱、离子液体、熔融碳酸盐与固体氧化物。
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