本申請(qǐng)涉及催化合成，具體涉及一種mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法。

背景技術(shù)：

1、甲酸是一種常用的還原劑，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但酸性很強(qiáng)，是重要的有機(jī)化工原料，被廣泛用于化工、農(nóng)業(yè)、紡織、皮革、制藥和橡膠等產(chǎn)業(yè)，也是重要的食品添加劑，用于增加食物的保存時(shí)間。甲酸由于其在環(huán)境溫度下的高凈容量以及簡(jiǎn)單、清潔的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是當(dāng)今最具前途的儲(chǔ)氫材料之一。工業(yè)上生產(chǎn)甲酸最常用的方法是甲酸甲酯水解法，但是該方法的原料為不可再生資源的衍生物，開發(fā)更加綠色的產(chǎn)甲酸體系是十分必要的。木質(zhì)纖維素具有來源廣泛、所含物質(zhì)豐富的特點(diǎn)，木質(zhì)纖維素的主要組分纖維素與半纖維素及其衍生糖均有轉(zhuǎn)化為甲酸的巨大潛力。目前以上述組分為原料產(chǎn)甲酸的研究中，主要是以含釩催化劑為代表的均相催化體系，但是該體系具有生物毒性高、環(huán)境友好性差等特點(diǎn)，并且均相催化劑難以循環(huán)利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，可以有效提高甲酸制備的效率和安全性。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Nmof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，包括：

3、制備錳mof前驅(qū)體；

4、對(duì)所述mof前驅(qū)體進(jìn)行碳化，得到mof衍生的碳復(fù)合錳氧化物；

5、以所述mof衍生的碳復(fù)合錳氧化物為催化劑，在水環(huán)境中催化單糖進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到甲酸。

6、在一些可能的實(shí)施例中，所述制備錳mof前驅(qū)體，包括：

7、將錳源和配位劑分別溶于對(duì)應(yīng)溶劑中，得到錳溶液和配位劑溶液；

8、分別攪拌所述錳溶液和所述配位劑溶液，并在攪拌狀態(tài)下將所述錳溶液和所述配位劑溶液加入反應(yīng)釜中，得到反應(yīng)液；

9、控制所述反應(yīng)釜的溫度至預(yù)設(shè)溫度范圍，并在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)，控制所述反應(yīng)液反應(yīng)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；

10、對(duì)反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)行離心干燥，得到所述錳mof前驅(qū)體。

11、在一些可能的實(shí)施例中，所述錳源為錳鹽。

12、在一些可能的實(shí)施例中，所述錳鹽包括kmno4,mn(no3)2,(ch3coo)2mn,mncl2,mnso4中的一種或幾種。

13、在一些可能的實(shí)施例中，所述配位劑包括三苯甲酸、2.5-二羥基對(duì)苯二甲酸、2-甲基咪唑、對(duì)苯二甲酸、咪唑中的一種或幾種。

14、在一些可能的實(shí)施例中，所述錳源和所述配位劑的摩爾比為1:1-9:1

15、在一些可能的實(shí)施例中，對(duì)所述mof前驅(qū)體進(jìn)行碳化的碳化溫度為200-1000℃，升溫速率為1-10℃/min，碳化時(shí)間為2-5小時(shí)。

16、在一些可能的實(shí)施例中，所述單糖與所述錳氧化物的質(zhì)量比為1:(0.1-1)，所述單糖的質(zhì)量與所述水的體積比為1mg:(0.025-0.1)ml。

17、在一些可能的實(shí)施例中，所述氧化反應(yīng)的反應(yīng)壓力為0.5-4mpa，所述反應(yīng)的溫度為140-180℃；所述反應(yīng)的時(shí)間為15-360min。

18、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種甲酸，采用如上任一項(xiàng)所述的mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法制得。

19、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Nmof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，包括：制備錳mof前驅(qū)體；對(duì)mof前驅(qū)體進(jìn)行碳化，得到mof衍生的碳復(fù)合錳氧化物；以mof衍生的碳復(fù)合錳氧化物為催化劑，在水環(huán)境下催化單糖進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到甲酸。本申請(qǐng)?zhí)峁┑膍of衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，通過制備mof衍生的碳復(fù)合錳氧化物，并將mof衍生的碳復(fù)合錳氧化物作為催化劑制備甲酸，步驟簡(jiǎn)單，可以有效提高單糖轉(zhuǎn)化為甲酸的效率，且安全性更高，環(huán)境友好。

技術(shù)特征：

1.一種mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，所述制備錳mof前驅(qū)體，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，所述錳源為錳鹽。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，所述錳鹽包括kmno4,mn(no3)2,(ch3coo)2mn,mncl2,mnso4中的一種或幾種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，所述配位劑包括三苯甲酸、2.5-二羥基對(duì)苯二甲酸、2-甲基咪唑、對(duì)苯二甲酸、咪唑中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，所述錳源和所述配位劑的摩爾比為1:1-9:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，對(duì)所述mof前驅(qū)體進(jìn)行碳化的碳化溫度為200-1000℃，升溫速率為1-10℃/min，碳化時(shí)間為2-5小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，所述單糖與所述錳氧化物的質(zhì)量比為1:(0.1-1)，所述單糖的質(zhì)量與所述水的體積比為1mg:(0.025-0.1)ml。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，其特征在于，所述氧化反應(yīng)的反應(yīng)壓力為0.5-4mpa，所述反應(yīng)的溫度為140-180℃；所述反應(yīng)的時(shí)間為15-360min。

10.一種甲酸，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的mof衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环NMOF衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，包括：制備錳MOF前驅(qū)體；對(duì)MOF前驅(qū)體進(jìn)行碳化，得到MOF衍生的碳復(fù)合錳氧化物；以MOF衍生的碳復(fù)合錳氧化物為催化劑，在水環(huán)境中催化單糖進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到甲酸。本申請(qǐng)?zhí)峁┑腗OF衍生的多孔碳復(fù)合錳氧化物催化劑制備甲酸的方法，通過制備MOF衍生的碳復(fù)合錳氧化物，并將MOF衍生的碳復(fù)合錳氧化物作為催化劑制備甲酸，步驟簡(jiǎn)單，可以有效提高單糖轉(zhuǎn)化為甲酸的效率，且安全性更高，環(huán)境友好。

技術(shù)研發(fā)人員：申鋒,郭宏瑞,仇茉,李世忠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6