[发明专利]赖氨酸修饰的三中心POMs催化氧化甘油制备乳酸的技术

说明书

一种用三中心多金属氧酸盐(POMs)的催化剂催化氧化甘油制备乳酸的方法，涉及(C₆H₁₅O₂N₂)_xH_3‑xPMo₁₂O₄₀催化剂在生物质定向转化中的用途，复合催化剂的组成为：(C₆H₁₅O₂N₂)_xH_3‑xPMo₁₂O₄₀(简写为ly_xH_3‑xPMo，x＝1，2，3)。在甘油水溶液中加入ly_xH_3‑xPMo，一定氧气压力、温度及时间内，甘油的转化率可达到80～96％，乳酸的产率可达到50～90％。

技术领域：

本发明涉及三中心多酸催化氧化甘油的用途，主要涉及在生物柴油的副产物甘油选择性转化制备为乳酸的新技术领域。

技术背景:

生物质能源被认为是一种可再生，且储量丰富的能量来源。通过光合作用可以将大气中的CO₂以有机物的形式储存在生物质中，这就意味着使用生物质能源并不会增加大气中的 CO₂。生物柴油是一种清洁且生物可降解燃料，可从非食用植物、海藻油或动物脂肪中提取，被认为是目前石油衍生柴油的一种可行的替代品或添加剂。商业生物柴油目前可通过液体碱催化C₁₄–C₂₀甘油三酯(TAG)和一元或二元醇的酯交换反应合成。而生物柴油的大量生产带来的弊端之一就是副产品甘油的大量积累。甘油的另一个重要来源是生物质(例如油菜籽和葵花籽油)通过三酸甘油酯的水解或醇解而产生。早在一个世纪以前，人们就知道通过植物油和动物油可以直接转化为甲酯和甘油。但是，甘油在近20年来才真正被关注，这主要因为通过菜籽、大豆和葵花油等的酯交换反应来生产生物柴油过程中造成了副产物甘油的大量积累。每合成3mol甲酯就会有1mol甘油产生，约为总产量的10wt％。生物柴油作为一种可再生的清洁能源，欧盟曾指出在2010年，其产量将达到每年一千万吨，也就是说甘油作为副产品的产量将会达到每年一百万吨。另外，自从美国依据B2政策(2％的生物柴油， 98％的传统柴油)将2％的低硫柴油换成生物柴油，到2012年，有将近3.6×10⁵吨的甘油进入市场。尽管全球对于生物柴油的生产仍然受限，但是甘油的价格急剧下降，研究结果更是表明甘油本身的市场价值有限，一旦增加生物柴油的产量，将立马降低甘油的市场价值，仅 2008年就降低了约60％。来自于生物柴油制备过程中的甘油产量从1992年的6.0×10⁵吨变成了2014年的2.9×10⁹吨。随着生物柴油需求的增加以及甘油价值的下降。人们开始寻求甘油作为一种平台化学品或者基础材料的价值。