[发明专利]一种催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种催化剂的制备方法及其应用，属材料制备领域。其步骤主要包括：1、Fe₃O₄的制备；2、HAP@Fe₃O₄的制备；3、Au@Pt的制备；4、催化剂Au@Pt/HAP@Fe₃O₄的制备；5、催化1,2‑丙二醇制备乳酸。本发明通过溶胶固定法制备了一种羟基磷灰石@四氧化三铁负载金@铂的催化剂，并用于常压下催化1,2‑丙二醇制备乳酸。该催化剂用量少，常压下可高活性、高选择性制备乳酸，并具有良好的催化寿命。同时，由于四氧化三铁的存在，可以利用其磁性很容易的回收催化剂，并进行再利用。

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法及其应用，特指通过溶胶固定法制备金@铂/羟基磷灰石@四氧化三铁(Au@Pt/HAP@Fe₃O₄)催化剂，并应用于常压下催化1,2-丙二醇制备乳酸，属材料制备领域。

背景技术

乳酸通常作为一种精细化学品，应用于药物、化妆品、纤维、皮革和烘烤食品的制备。工业上通常采用乙腈和氢氰酸反应再用硫酸水解的方法制备乳酸。与发酵法相比，该法具有发生速率高的特点，但环境不友好。但采用生物可再生的资源如甘油和1,2-丙二醇制备乳酸的化学方法引起了研究者们的强烈关注。由于1,2-丙二醇具有两个相邻的羟基，通过采用催化氧化、生物发酵或电催化氧化途径，它能有效转化为乳酸，因此它是制备乳酸的最佳原料。对比这些转化方法，1,2-丙二醇催化氧化法能在温和的条件下高效、环境友好地将1,2-丙二醇转化为乳酸。

Au、Pd、Pt单金属或双金属负载型催化剂在30-90℃，0.3-1MPa，碱性的条件下催化氧化1,2-丙二醇制备乳酸反应中表现出高的催化活性。同时羟基磷灰石具有碱性，良好的物理化学稳定性和环境友好，因此可以很好的作为载体。因此，我们通过羟基磷灰石负载金铂双金属，从而制备一种可很好催化1,2-丙二醇的催化剂。

发明内容

本发明通过溶胶固定法制备了一种羟基磷灰石@四氧化三铁负载金@铂的催化剂，并用于常压下催化1,2-丙二醇制备乳酸。该催化剂用量少，常压下可高活性、高选择性制备乳酸，并具有良好的催化寿命。同时，由于四氧化三铁的存在，可以利用其磁性很容易的回收催化剂，并进行再利用。

本发明的技术方案如下：

一种Au@Pt/HAP@Fe₃O₄催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1、制备Fe₃O₄：称取无水氯化铁(FeCl₃)溶解到一缩二乙二醇(DEG)中，使得无水氯化铁的一缩二乙二醇溶液的浓度为0.1mmol/mL。然后加入柠檬酸钠和无水乙酸钠，80℃水浴中搅拌溶解。随后将该溶液转移到高压反应釜中，在240℃烘箱中反应6h。然后利用磁铁用乙醇洗涤，得到黑色粉末，放置于60℃真空干燥箱中烘干。得到Fe₃O₄。

步骤2、制备HAP@Fe₃O₄：称取步骤1中制备的Fe₃O₄分散到天门冬氨酸溶液中，得到浓度为1g/35mL的Fe₃O₄的天门冬氨酸分散液。然后在80℃水浴中搅拌2h后，用水洗涤。随后将得到的粉末分散到磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)溶液中，同时加入氢氧化钙的乙醇/水混合溶液，继续搅拌24小时。最后将得到的粉末放置于80℃真空干燥箱中过夜干燥。得到HAP@Fe₃O₄。