[發(fā)明專利]一種金屬氧化物催化轉(zhuǎn)化聚3-羥基丁酸酯的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810909482.0 | 申請日： | 2018-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN109053357B | 公開（公告）日： | 2021-09-03 |
| 發(fā)明（設計）人： | 康世民;張錫權(quán);張偉杰;李文珊;陳輝淦;徐勇軍;肖雨葵;楊蘋菊 | 申請（專利權(quán)）人： | 東莞理工學院 |
| 主分類號： | C07C11/06 | 分類號： | C07C11/06;C07C1/213;C10G3/00 |
| 代理公司： | 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102 | 代理人： | 陳衛(wèi) |
| 地址： | 523000 廣東省*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 金屬 氧化物 催化 轉(zhuǎn)化 羥基 丁酸 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種金屬氧化物催化轉(zhuǎn)化聚3?羥基丁酸酯的方法。所述方法包括如下步驟：將聚3?羥基丁酸酯和金屬氧化物置于密閉裝置中，升溫至200～250℃，攪拌反應，得到液體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物；所述金屬氧化物為氧化鈰、氧化鈦或氧化鋯中的一種或幾種。本發(fā)明提供的方法利用特定的金屬氧化物作為催化劑催化聚3?羥基丁酸酯可得到高產(chǎn)率的液體產(chǎn)物（如液體燃料）和氣體產(chǎn)物（如丙烯），催化劑成本低廉，且該催化劑在反應體系中展現(xiàn)出具有環(huán)境友好、無腐蝕性特點，穩(wěn)定性好，重復使用性能高，本發(fā)明提供的方法工藝簡單，操作方便，具有工業(yè)化應用前景。
技術(shù)領域
本發(fā)明屬于聚3-羥基丁酸酯綜合利用領域，具體涉及一種金屬氧化物催化轉(zhuǎn)化聚3-羥基丁酸酯的方法。
背景技術(shù)
開發(fā)以可再生的生物質(zhì)基液體燃料和烴類氣體以代替日益枯竭的石油天然氣資源具有重要意義。聚3-羥基丁酸酯作為儲能物質(zhì)廣泛存在于微生物中，其可以通過微生物發(fā)酵而實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。聚3-羥基丁酸酯是一種可再生且環(huán)境友好的能源原料，其結(jié)構(gòu)單體為巴豆酸（C4H6O2)，可以通過脫氧反應把聚3-羥基丁酸酯或者巴豆酸轉(zhuǎn)化為液體燃料，或丙烯氣體。常規(guī)的聚3-羥基丁酸酯脫氧技術(shù)主要包括高溫（如350度或以上）熱解技術(shù)，高濃度酸（如100%磷酸，固體磷酸催化劑）催化技術(shù)，和貴金屬催化技術(shù)。但現(xiàn)階段這些轉(zhuǎn)化技術(shù)都存在明顯的缺點，主要包括：（1）高溫熱解、高濃度酸和貴金屬催化反應體系通常都會造成較高的工藝成本；（2）高溫熱解和高濃度強酸催化反應需要反應設備具有耐高溫、耐腐蝕的特點，加大了工業(yè)化生產(chǎn)的難度；（3）酸催化劑和貴金屬催化劑通常具有較差的熱穩(wěn)定性和容易結(jié)焦特性，導致其重復使用性能和再生性能較差。
因此，開發(fā)一種價格低廉、環(huán)境友好，穩(wěn)定性好，重復利用率高的新型催化劑具有重要的研究意義和應用價值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中聚3-羥基丁酸酯的轉(zhuǎn)化技術(shù)工藝成本高、環(huán)境不友好，穩(wěn)定性差及重復利用率低等缺陷和不足，提供一種金屬氧化物催化轉(zhuǎn)化聚3-羥基丁酸酯的方法。本發(fā)明提供的方法利用特定的金屬氧化物作為催化劑催化轉(zhuǎn)化聚3-羥基丁酸酯可得到高產(chǎn)率的液體產(chǎn)物（如液體燃料）和氣體產(chǎn)物（如丙烯），催化劑成本低廉，且該催化劑在反應體系中展現(xiàn)出具有環(huán)境友好、無腐蝕性特點，穩(wěn)定性好，重復使用性能高，本發(fā)明提供的方法工藝簡單，操作方便，具有工業(yè)化應用前景。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種金屬氧化物催化轉(zhuǎn)化聚3-羥基丁酸酯的方法，包括如下步驟：將聚3-羥基丁酸酯和金屬氧化物置于密閉裝置中，升溫至200～250℃，攪拌反應，得到液體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物；所述金屬氧化物為氧化鈰、氧化鈦或氧化鋯中的一種或幾種。
本發(fā)明的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，氧化鈰、氧化鈦和氧化鋯這三種特定的金屬氧化物具有較好的催化聚3-羥基丁酸酯效果，同時又具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、環(huán)境友好和成本較低的特點。利用該特定的金屬氧化物作為催化劑催化聚3-羥基丁酸酯可得到高產(chǎn)率的液體產(chǎn)物（如液體燃料，產(chǎn)率達38 wt%）和氣體產(chǎn)物（如丙烯，產(chǎn)率達17%），催化劑成本低廉，且該催化劑在反應體系中展現(xiàn)出具有環(huán)境友好、無腐蝕性特點，穩(wěn)定性好，重復使用性能高，本發(fā)明提供的方法工藝簡單，操作方便，具有工業(yè)化應用前景。
優(yōu)選地，所述反應的溫度為220~240℃。
優(yōu)選地，所述反應的時間為3~12h。優(yōu)選地，所述金屬氧化物與聚3-羥基丁酸酯的質(zhì)量比為1:1～5。
該用量條件下，可實現(xiàn)較好的催化效果。
更為優(yōu)選地，所述金屬氧化物與聚3-羥基丁酸酯的質(zhì)量比為1:1～2。
優(yōu)選地，所述水與聚3-羥基丁酸酯的體積質(zhì)量比為1～6 mL/ g。
更為優(yōu)選地，所述水與聚3-羥基丁酸酯的體積質(zhì)量比為2~4 mL/ g。
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