[发明专利]一种丙三醇催化脱氢制备乳酸的方法

说明书

本发明公开了一种丙三醇催化脱氢制备乳酸的方法，包括以下步骤：保护气氛下，在丙三醇水溶液中加入负载型双金属催化剂和碱性添加剂，进行催化脱氢反应，得到乳酸；所述负载型双金属催化剂以活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管中的至少一种为载体，活性组分为M₁和M₂O_x，M₁为Cu、Ni中的至少一种，M₂O_x为氧化钙、氧化镁、氧化钡、二氧化铈、三氧化镧、二氧化锆、氧化锌中的至少一种。本发明可以实现丙三醇高效催化脱氢制备乳酸，乳酸的收率高，制备工艺简单，成本低，产物容易分离提纯，具有潜在的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种丙三醇催化脱氢制备乳酸的方法。

背景技术

乳酸是一种重要的平台化合物，在食品、医药、化妆品、农业和化工等领域有着广泛的用途，而且乳酸还可用作单体来合成聚乳酸，制备可生物降解的生物塑料。预计到2020年，全球聚乳酸的消耗量将达到30万吨，因此对单体乳酸的需求量将与日剧增。目前，工业上生产乳酸的方法主要有淀粉发酵法和化学合成法。淀粉发酵法存在成本高、乳酸收率低和产物分离提纯复杂等问题。化学合成法需要使用剧毒的氢氰酸，存在较大的生产危险性。因此，发展绿色高效的方法来制备乳酸仍是热点问题。

丙三醇是生物柴油制备过程中的副产物，每生产10吨的生物柴油就会产生1吨的丙三醇。随着生物柴油产业的快速发展，丙三醇副产物大量积累，而如何将丙三醇转化成高附加值的化学品一直是难题。研究发现，通过催化脱氢可以将丙三醇转化为乳酸，不仅可以解决丙三醇难处理的问题，而且还可以获得乳酸。

传统的丙三醇催化脱氢制备乳酸的方法主要有均相催化法和多相催化法。均相催化剂不易从反应体系分离，而多相催化剂则易于分离，故多相催化法更有利于乳酸的工业生产。多相催化法使用的催化剂主要有贵金属催化剂和Cu基催化剂这两类，其中Cu基催化剂价钱便宜，在丙三醇催化脱氢制乳酸反应中有较多应用。不过，丙三醇催化脱氢反应均在高温水相条件下进行，在这种反应条件下，Cu纳米粒子易聚集从而导致催化剂失活而不能进行循环使用，催化剂的稳定性较差。

因此，有待于开发新方法来实现丙三醇高效催化脱氢制备乳酸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙三醇催化脱氢制备乳酸的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种丙三醇催化脱氢制备乳酸的方法，包括以下步骤：保护气氛下，在丙三醇水溶液中加入负载型双金属催化剂和碱性添加剂，进行催化脱氢反应，得到乳酸；所述负载型双金属催化剂以活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管中的至少一种为载体，活性组分为M₁和M₂O_x，M₁为Cu、Ni中的至少一种，M₂O_x为氧化钙、氧化镁、氧化钡、二氧化铈、三氧化镧、二氧化锆、氧化锌中的至少一种。

优选的，所述保护气氛为氮气气氛。

优选的，所述氮气的压强为0.1～3.0MPa。

优选的，所述丙三醇水溶液的质量浓度为1％～60％。

优选的，所述M₁和M₂O_x在负载型双金属催化剂中所占的总质量百分比为10％～60％。

优选的，所述M₁、M₂O_x的质量比为(0.5～10)：1。

优选的，所述负载型双金属催化剂的用量为丙三醇水溶液质量的5％～50％。

优选的，所述碱性添加剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。

优选的，所述丙三醇、碱性添加剂的摩尔比为1：(0.8～1.5)。