[发明专利]二氧化碳或碳酸氢盐或碳酸盐制备草酸的方法

权利要求书

1.二氧化碳转化制备草酸的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

S0、将CO₂通入碱金属的氢氧化物水溶液中吸收制得碳酸盐或碳酸氢盐水溶液；

S1、将碳酸盐或碳酸氢盐水溶液在催化剂存在条件下进行催化加氢制备甲酸盐；所述催化剂包括载体和负载于载体上的活性成分和助剂，所述活性成分占催化剂总质量的0.1～30wt％，所述助剂占催化剂总质量的1～18wt％，余量为载体；其中所述活性成分包括Cu、Pt、Ni、Mo、Pd、Ir、Ru、Rh中的一种或几种，所述助剂包括钴或氧化钴、镧或氧化镧、镁或氧化镁、锡或氧化锡、镓或氧化镓中的一种或几种，所述载体包括γ-氧化铝、氧化硅、活性炭、碳微球、二氧化钛、碳化硅、树脂中的一种或几种；所述催化剂在与碳酸盐或碳酸氢盐接触前需进行氢气还原，氢气还原的温度为80～550℃，还原时间为1～12小时；

S2、将步骤S1制得的甲酸盐加热脱氢生成草酸盐和氢气；

S3、将步骤S2制得的草酸盐电解制得草酸和碱金属的氢氧化物；

其中，步骤S2制得的反应副产物氢气可以作为步骤S1中的反应原料氢气，步骤S3制得的反应副产物碱金属的氢氧化物可以作为步骤S0中碱金属的氢氧化物的原料。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳转化制备草酸的方法，其特征在于：所述步骤S0中碱金属的氢氧化物是氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯中的任一种，碱金属的氢氧化物水溶液中的氢氧化物的浓度为0.01～20mol/L，碱金属氢氧化物水溶液吸收CO₂的温度为0～90℃，采用连续吸收、间歇操作的方式。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳转化制备草酸的方法，其特征在于：所述步骤S1中碳酸盐或碳酸氢盐水溶液的碳酸盐或碳酸氢盐的质量百分比为1～65wt％，控制氢气压力为0.1～15.0Mpa，反应温度为20～300℃，氢气与碳酸盐或碳酸氢盐的摩尔比为1～500:1；所述步骤S2甲酸盐加热脱氢反应的温度为390～440℃；所述步骤S3中草酸盐电解生成草酸和碱金属氢氧化物的温度为10～120℃。

4.根据权利要求1至3任一项所述的二氧化碳转化制备草酸的方法，其特征在于：所述制备方法可以在固定床装置上或反应釜中进行；当制备方法在固定床装置上进行时，碳酸盐或碳酸氢盐水溶液的质量空速为0.01～20h^-1；当制备方法在反应釜中进行时，碳酸盐或碳酸氢盐与催化剂的质量比为1～200:1，反应时间为0.5～100h，反应完成后，催化剂经分离可重复使用。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳转化制备草酸的方法，其特征在于：

当步骤S0得到的是碳酸氢盐时，草酸的制备路线如下：

所述步骤S0对应的反应方程式为：CO₂+MOH→MHCO₃(M+为Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+中的一种)；

所述步骤S1对应的反应方程式为：

所述步骤S2对应的反应方程式为：

所述步骤S3对应的反应方程式为：

整个制备方法的总反应式为：2CO₂+H₂→H₂C₂O₄；

当步骤S0得到的是碳酸盐时，草酸的制备路线如下：

所述步骤S0对应的反应方程式为：CO₂+2MOH→M₂CO₃+H₂O(M+为Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+中的一种)；

所述步骤S1对应的反应方程式为：

所述步骤S2对应的反应方程式为：

所述步骤S3对应的反应方程式为：

整个制备方法的总反应式为：2CO₂+H₂→H₂C₂O₄。