Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法及甘油制备乳酸方法技术

本发明专利技术公开了一种Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法及甘油制备乳酸方法。它包括以下步骤：A、在带搅拌的反应釜中加甘油水溶液、Salen金属配合物插层水滑石催化剂，氧气吹扫反应釜内空气；B、升温并维持搅拌，反应一段时间后促进甘油选择性氧化直接制备乳酸；C、反应结束后，降温至室温，过滤并分离固体催化剂，经甲醇洗涤干燥后回收利用；液体经精馏后得到乳酸。有益效果为：直接催化甘油转化为乳酸，避免了繁琐的后续分离和酸化步骤。合成的催化剂具有高活性和高选择性，目标产物乳酸的选择性可达83%，具有更加优异的催化性能。制备乳酸的反应更安全，在温和条件下进行反应，合成反应更安全，时空收率高。时空收率高。

【技术实现步骤摘要】
Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法及甘油制备乳酸方法


[0001]本专利技术涉及一种Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法及甘油制备乳酸方法，属于有机物合成


技术介绍

[0002]乳酸是三大有机酸之一，是一种用途很广泛的精细化学品，可以被用作生产新型可降解塑料、食品添加剂、防腐剂、载体剂、药物制剂等，乳酸在各行业用途广泛；近年来，乳酸在亚洲范围内的产量约为120kt/年，是一种需求量大的主要化工原料，具有较高的商业应用价值。
[0003]传统工艺上，乳酸是由葡萄糖、淀粉和甘蔗发酵而成，然而，这种传统的发酵路线成本昂贵，复杂的产品很难分离和提纯，因此，有必要探索一条高效、环保的乳酸生产路线；甘油是生物柴油的主要副产物，是一种高度功能化的分子，由于其具有伯碳羟基和仲碳羟基官能团，它被认为是具有高附加值的各种化学品的原料，甘油含有羟基官能团，通过碳链断裂、羟基氧化和脱水重排等步骤制得乳酸，此路径符合可持续发展战略和绿色化学以及市场经济的要求，但是传统的制备方法，工艺复杂，后续分离和酸化步骤十分繁琐，制备过程中催化剂的催化性能差，活性低以及选择性低，另外，制备乳酸的反应危险性高且收率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种工艺简单、催化剂的催化性能好、活性高、可选择性高并且制备过程中安全性高且收率高的Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法及催化甘油制备乳酸方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法，包括以下步骤：
[0006]A、取Mg(NO3)2·
6H2O水溶液以及Al(NO3)3·
9H2O水溶液，将其在室温下缓慢加入到剧烈搅拌的等体积含C6H5COOH与NaOH的水溶液中，搅拌0.3
‑
0.8h后，将得到的胶状物置于晶化釜中， 95
‑
100℃下水热反应23
‑
26h后，抽滤、洗涤、干燥得到C6H5COO
‑
插层水滑石；
[0007]B、将水杨醛乙醇溶液滴加至乙二胺乙醇溶液中，维持搅拌，滴加完毕后，将得到的混合物回流7
‑
9h，冷却、过滤、干燥后得到Salen配体；
[0008]C、将Salen配体在55
‑
65℃下溶于去离子水，调节pH值，将C6H5COO
‑
插层水滑石加入上述溶液中，在N2保护下55
‑
65℃搅拌22
‑
28h，抽滤、洗涤、干燥得到Salen配体插层水滑石；
[0009]D、取Pd(NO3)2·
2H2O水溶液，加入Salen配体插层水滑石，在N2保护下55
‑
65℃回流搅拌1.5
‑
3.5h，抽滤、洗涤、干燥得到 Salen金属配合物插层水滑石负载Pd催化剂。
[0010]所述n(Mg(NO3)2·
6H2O)∶n(Al(NO3)3·
9H2O)＝3：1。
[0011]所述的C6H5COOH与NaOH的物质的量之比为1:5。
[0012]所述水杨醛与乙二胺的物质的量之比为2:1。
[0013]一种基于Salen金属配合物插层水滑石催化剂的甘油制备乳酸方法，步骤如下：
[0014]A、在带搅拌的反应釜中加甘油水溶液、Salen金属配合物插层水滑石负载Pd催化剂，氧气吹扫反应釜内空气；
[0015]B、升温并维持搅拌，反应一段时间后促进甘油选择性氧化直接制备乳酸；
[0016]C、反应结束后，降温至室温，过滤并分离固体催化剂，经甲醇洗涤干燥后回收利用；液体经精馏后得到乳酸。
[0017]所述步骤A中，所述的甘油水溶液的浓度为1mol
·
L
‑1至 10mol
·
L
‑1。
[0018]所述步骤A中Salen金属配合物插层水滑石负载Pd催化剂的用量为：100mg
‑
300mg。
[0019]所述步骤B中反应温度为60
‑
160℃，反应时间为1
‑
4h。
[0020]所述步骤B中溶液维持搅拌速率在200rpm。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]1、直接催化甘油转化为乳酸，避免了繁琐的后续分离和酸化步骤。
[0023]2、合成的催化剂具有高活性和高选择性，目标产物乳酸的选择性可达83％。
[0024]3、制备Salen金属配合物插层的水滑石负载Pd催化剂其金属与配体以及水滑石间有协同作用，因此具有更加优异的催化性能。
[0025]4、制备乳酸的反应更安全，在温和条件下进行反应，合成反应更安全，时空收率高。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施方式，对本专利技术的Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法及甘油制备乳酸方法作进一步详细说明，通过本专利技术制备的乳酸的选择性可达83％，同时制备的催化剂具有良好的选择性和催化活性。
[0027]实施例一：
[0028]本实施例的Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0029]A、取100mL 3mol L
‑1Mg(NO3)2·
6H2O水溶液以及100mL 1mol L
‑1Al(NO3)3·
9H2O水溶液，将其在室温下缓慢加入到剧烈搅拌的等体积含100mL 3mol L
‑1的C6H5COOH与100mL 15mol L
‑1NaOH 的水溶液中，搅拌0.5h后，将得到的胶状物置于晶化釜中，100 ℃下水热反应24h后，抽滤、洗涤、干燥得到C6H5COO
‑
插层水滑石；
[0030]B、将50mL 0.5mol L
‑1的水杨醛乙醇溶液滴加至50mL 0.25 mol L
‑1的乙二胺乙醇溶液中，维持搅拌，滴加完毕后，将得到的混合物回流8h，冷却、过滤、干燥后得到Salen配体；
[0031]C、将2g Salen配体在60℃下溶于去离子水，调节pH值为 10，将2g C6H5COO
‑
插层水滑石加入上述溶液中，在N2保护下60 ℃搅拌24h，抽滤、洗涤、干燥得到Salen配体插层水滑石；
[0032]D、取100ml 0.1mol L
‑1的Pd(NO3)2·
2H2O水溶液，加入1g Salen配体插层水滑石，在N2保护下60℃回流搅拌2h，抽滤、洗涤、干燥得到Salen金属配合物插层水滑石负载Pd催化剂。
[0033]虽然本实施例中采用了上述具体配比，但是实际上本专利技术可以按照以下配比进行选择：n(Mg(NO3)2·
6H2O)∶ n(Al(NO3)3·
9H2O)＝3：1，C6H5COOH与NaOH的物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、取Mg(NO3)2·
6H2O水溶液以及Al(NO3)3·
9H2O水溶液，将其在室温下缓慢加入到剧烈搅拌的等体积含C6H5COOH与NaOH的水溶液中，搅拌0.3
‑
0.8h后，将得到的胶状物置于晶化釜中，95
‑
100℃下水热反应23
‑
26h后，抽滤、洗涤、干燥得到C6H5COO
‑
插层水滑石；B、将水杨醛乙醇溶液滴加至乙二胺乙醇溶液中，维持搅拌，滴加完毕后，将得到的混合物回流7
‑
9h，冷却、过滤、干燥后得到Salen配体；C、将Salen配体在55
‑
65℃下溶于去离子水，调节pH值，将C6H5COO
‑
插层水滑石加入上述溶液中，在N2保护下55
‑
65℃搅拌22
‑
28h，抽滤、洗涤、干燥得到Salen配体插层水滑石；D、取Pd(NO3)2·
2H2O水溶液，加入Salen配体插层水滑石，在N2保护下55
‑
65℃回流搅拌1.5
‑
3.5h，抽滤、洗涤、干燥得到Salen金属配合物插层水滑石负载Pd催化剂。2.按照权利要求1所述的Salen金属配合物插层水滑石催化剂制备方法，其特征在于：所述n(Mg(NO3)2·
6H2O)∶n(Al(NO3)3·
9H2O)＝3：1。3.按照权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱桂生，沈灵沁，胡宗贵，唐丽，黄春霞，谭永明，陈勇，黄诚，邱海芳，
申请(专利权)人：江苏大学江苏索普集团有限公司，
类型：发明
国别省市：