[发明专利]一种植物胶氧化降解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种植物胶氧化降解催化剂及其制备方法，包括以下步骤：步骤一：用邻苯二胺或邻苯二胺衍生物与吡啶甲酸在亚磷酸三乙酯以及溶剂存在下，微波加热制备二酰胺衍生物；步骤二：二酰胺衍生物与氯化锰在醇钠存在下络合形成植物胶氧化降解催化剂。该催化剂以双氧水为氧化剂催化瓜胶的1,4‑糖苷键和1,6‑糖苷键降解，大幅度降低瓜胶粘度，可以用于植物胶压裂返排液循环利用的残余稠化剂降解处理。

技术领域

本发明涉及一种植物胶氧化降解催化剂及其制备方法，属于精细化学品和油气田开发及环境保护技术领域。

背景技术

瓜胶及其衍生物水溶性好，与硼交联形成的冻胶携砂能力好，广泛用于油气田增产改造的水基压裂液携砂液，压裂结束会产生了大量压裂返排液。直接排放不仅污染环境，也浪费水资源，集中到处理站进行无害化处理的成本高。将返排压裂液回收处理循环再利用是可行也是必须的办法，既减少废水也节约配液用水，起到节能减排，减低压裂成本的作用。

近几年来，国内外开展了压裂液回收再利用氧化残余稠化剂技术研究，CN110898828A公开了膨润土/BiWO6复合光催化剂，处理聚丙烯酰胺类压裂液；

CN109550517A公开了用于压裂返排液处理的催化氧化组合物、方法及组合物用途，为氧化铜/氧化镍负载分子筛制备的催化剂，次氯酸为氧化剂，COD大幅降低。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种植物胶氧化降解催化剂及其的制备方法，受含铁生物酶的启发，利用生物酶选择性好，催化效率高的特点，合成仿生铁基复合物，期望得到对糖苷键选择性好的催化剂降解瓜胶大分子。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种植物胶氧化降解催化剂，结构为：

所述植物胶氧化降解催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)邻苯二胺或邻苯二胺衍生物与亚磷酸三乙酯混合，加入溶解在溶剂中的吡啶甲酸，进行缩合反应，反应结束后，减压蒸除溶剂，甲醇洗涤，得到粗品，重结晶得到二酰胺衍生物；

(2)二酰胺衍生物与氯化锰在醇钠存在下配位反应5-15min，反应结束，过滤，用甲醇水洗涤，干燥。得到植物胶氧化降解催化剂。

其中所述步骤一中的制备二酰胺衍生物反应的物料用量如下：邻苯二胺及衍生物:吡啶甲酸:亚磷酸三乙酯＝1:2:2(摩尔比)；所述溶剂为吡啶，加入量为上述三者质量总和的10-12倍；进一步的邻苯二胺衍生物为4-甲基-1,2苯二胺。

进一步的，所述缩合反应条件为60-80℃反应1-5小时或者200-350W微波加热5-15min其中一种；

进一步的，重结晶溶剂为甲醇或者乙醇其中一种。

进一步的，所述步骤二中制备植物胶氧化降解催化剂的反应物料摩尔配比为：二酰胺衍生物：MnCl₂·4H₂O:醇钠为1:1:2(摩尔比)，反应溶剂为甲醇或者乙醇其中一种。

进一步的，所述的植物胶氧化降解催化剂用于瓜胶压裂返排液降解处理的方法为，向瓜胶压裂液中加入所述催化剂，20-50℃搅拌下超声分散10min，加入体积比为‰5--‰10的双氧水，搅拌下超声反应30-50min，过滤出固体，得到降解滤液。本发明的优良效果如下：

(1)材料易得，制备工艺简单；

(2)催化效率高，选择性好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得，下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。