【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳酸甘油酯合成，涉及一种化学生物偶联催化合成碳酸甘油酯的方法。
技术介绍
1、近年来，我国乙醇的生产原料更多来源于玉米、木薯等生物质资源，发展生物乙醇产业能够有效利用生物质资源，推动“双碳”目标的实现，然而每生产1升乙醇会产生0.75千克二氧化碳。寻找生物乙醇的多元化利用途径及其发酵尾气co2的有效利用对于生物乙醇产业的发展至关重要。碳酸甘油酯(gc)因其具有良好的生物可降解性等优异的物理化学性质被广泛应用于医药、涂料、食品、化妆品等行业。尤其是在蓬勃发展的生物柴油生产过程中甘油的大量产能过剩背景下，以甘油为原料合成gc实现了甘油的高附加值转化利用，对生物柴油领域的健康发展具有重要意义。将生物乙醇、co2和甘油转化为碳酸甘油酯，符合当今社会绿色、可持续发展的理念。
2、当前，碳酸甘油酯主要由碳酸二甲酯或碳酸二乙酯通过酯交换法制备。然而，该方法需先得到碳酸二甲酯或碳酸二乙酯的精制产品，再通过酯交换法得到碳酸甘油酯。不仅增加了反应的步骤，使得反应成本增加，而且还导致较多的提纯和分离问题，降低了生产效率，给生产和运输带来了极大不便。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供了一种化学生物偶联催化合成碳酸甘油酯的催化剂组合物，该催化剂组合物能够高效催化包括乙醇、发酵尾气co2和甘油的反应底物通过“一锅法”生产碳酸甘油酯。
2、本专利技术还提供了一种化学生物偶联催化合成碳酸甘油酯的方法，该方法利用上述催化剂组合物高效催化乙醇和co2生成碳酸二乙酯，
3、为此，本专利技术第一方面提供了一种化学生物偶联催化合成碳酸甘油酯的催化剂组合物，其由酶催化剂和化学催化剂组成；其中，所述酶催化剂为novozym435和/或猪胰脂肪酶；所述化学催化剂为zif-8、la/zif-8和ni/zif-8中的一种或几种，优选为la/zif-8。
4、根据本专利技术，所述la/zif-8的制备方法包括将zn(no3)2与la(no3)3、2-甲基咪唑、甲醇混合后，室温下搅拌反应，反应结束分别用甲醇和水洗涤，得到la/zif-8；优选地，所述搅拌反应的时间为16～36h。
5、在本专利技术的一些实施例中，所述化学催化剂与酶催化剂的质量比为1:0.25～0.75。
6、本专利技术中，所述催化剂组合物能够催化反应底物通过“一锅法”生产碳酸甘油酯，其中，所述反应底物包括乙醇、发酵尾气co2和甘油。
7、本专利技术第二方面提供了一种化学生物偶联催化合成碳酸甘油酯的方法，其包括将反应底物和如本专利技术第一方面所述的催化剂组合物置于密闭容器中，反应，得到碳酸甘油酯；其中，所述反应底物包括乙醇、co2和甘油。
8、根据本专利技术，以摩尔比计算，甘油：乙醇＝1:5～40。
9、在本专利技术的一些实施例中，发酵尾气co2的纯度为50％～98％；优选地，所述反应底物中，co2的初始压力为0.5～4mpa。
10、根据本专利技术，所述催化剂组合物与乙醇的质量比为1:5～20。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述反应的温度为50～80℃；和/或，所述反应的时间为2～12h。
12、根据本专利技术，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为200～600r/min。
13、本申请所提供的催化乙醇(例如，生物乙醇)、发酵尾气co2和甘油制备碳酸甘油酯的方法，将底物生物乙醇、甘油加入到反应釜中，配制成反应底物溶液，将催化剂置于反应釜中，用co2置换排出空气，并加压至反应压力，加热搅拌进行反应，得到碳酸甘油酯。该方法用生物乙醇、发酵尾气co2以及生物柴油副产物甘油为原料，利于环境保护。使用酶催化和化学催化偶联的方式“一锅法”生产碳酸甘油酯，避免了多步骤生产的提纯和分离问题，提高了生产效率，降低了生产成本。这对生物质资源的开发、促进生物柴油领域的健康发展具有重要的理论和实际意义。
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1.一种化学生物偶联催化合成碳酸甘油酯的催化剂组合物，其由酶催化剂和化学催化剂组成；其中，所述酶催化剂为Novozym435和/或猪胰脂肪酶；所述化学催化剂为ZIF-8、La/ZIF-8和Ni/ZIF-8中的一种或几种，优选为La/ZIF-8。
2.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其特征在于，所述La/ZIF-8的制备方法包括将Zn(NO3)2与La(NO3)3、2-甲基咪唑、甲醇混合后，室温下搅拌反应，反应结束分别用甲醇和水洗涤，得到La/ZIF-8；优选地，所述搅拌反应的时间为16～36h。
3.根据权利要求1或2所述的催化剂组合物，其特征在于，所述化学催化剂与酶催化剂的质量比为1：0.25～0.75。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂组合物，其特征在于，所述催化剂组合物能够催化反应底物通过“一锅法”生产碳酸甘油酯，其中，所述反应底物包括乙醇、发酵尾气CO2和甘油。
5.一种化学生物偶联催化合成碳酸甘油酯的方法，其包括将反应底物和如权利要求1-4中任意一项所述的催化剂组合物置于密闭容器中，反应，得到碳酸甘油酯；其中
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应底物中，以摩尔比计算，甘油：乙醇＝1:5～40。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应底物中，发酵尾气CO2的纯度为50％～98％；和/或，所述反应底物中，CO2的初始压力为0.5～4MPa。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述催化剂组合物与乙醇的质量比为1:5～20。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为50～80℃；和/或，所述反应的时间为2～12h。
10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为200～600r/min。
...【技术特征摘要】
1.一种化学生物偶联催化合成碳酸甘油酯的催化剂组合物，其由酶催化剂和化学催化剂组成；其中，所述酶催化剂为novozym435和/或猪胰脂肪酶；所述化学催化剂为zif-8、la/zif-8和ni/zif-8中的一种或几种，优选为la/zif-8。
2.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其特征在于，所述la/zif-8的制备方法包括将zn(no3)2与la(no3)3、2-甲基咪唑、甲醇混合后，室温下搅拌反应，反应结束分别用甲醇和水洗涤，得到la/zif-8；优选地，所述搅拌反应的时间为16～36h。
3.根据权利要求1或2所述的催化剂组合物，其特征在于，所述化学催化剂与酶催化剂的质量比为1：0.25～0.75。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂组合物，其特征在于，所述催化剂组合物能够催化反应底物通过“一锅法”生产碳酸甘油酯，其中，所述反应底物包括乙醇、发酵尾气co2和甘油。
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