[發明專利]一種植物膠氧化降解催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011086412.3
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112121860B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 吳家全;郭麗梅;肖早早;張永康
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07D213/81;C08J11/16;C08J11/28
• 代理公司: 天津盈佳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12224
• 代理人: 孫寶蕓

本發明公開了一種植物膠氧化降解催化劑及其制備方法，包括以下步驟：步驟一：用鄰苯二胺或鄰苯二胺衍生物與吡啶甲酸在亞磷酸三乙酯以及溶劑存在下，微波加熱制備二酰胺衍生物；步驟二：二酰胺衍生物與氯化錳在醇鈉存在下絡合形成植物膠氧化降解催化劑。該催化劑以雙氧水為氧化劑催化瓜膠的1,4?糖苷鍵和1,6?糖苷鍵降解，大幅度降低瓜膠粘度，可以用于植物膠壓裂返排液循環利用的殘余稠化劑降解處理。

技術領域

本發明涉及一種植物膠氧化降解催化劑及其制備方法，屬于精細化學品和油氣田開發及環境保護技術領域。

背景技術

瓜膠及其衍生物水溶性好，與硼交聯形成的凍膠攜砂能力好，廣泛用于油氣田增產改造的水基壓裂液攜砂液，壓裂結束會產生了大量壓裂返排液。直接排放不僅污染環境，也浪費水資源，集中到處理站進行無害化處理的成本高。將返排壓裂液回收處理循環再利用是可行也是必須的辦法，既減少廢水也節約配液用水，起到節能減排，減低壓裂成本的作用。

近幾年來，國內外開展了壓裂液回收再利用氧化殘余稠化劑技術研究，CN110898828A公開了膨潤土/BiWO6復合光催化劑，處理聚丙烯酰胺類壓裂液；

CN109550517A公開了用于壓裂返排液處理的催化氧化組合物、方法及組合物用途，為氧化銅/氧化鎳負載分子篩制備的催化劑，次氯酸為氧化劑，COD大幅降低。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供了一種植物膠氧化降解催化劑及其的制備方法，受含鐵生物酶的啟發，利用生物酶選擇性好，催化效率高的特點，合成仿生鐵基復合物，期望得到對糖苷鍵選擇性好的催化劑降解瓜膠大分子。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種植物膠氧化降解催化劑，結構為：

所述植物膠氧化降解催化劑的制備方法，包括以下步驟：(1)鄰苯二胺或鄰苯二胺衍生物與亞磷酸三乙酯混合，加入溶解在溶劑中的吡啶甲酸，進行縮合反應，反應結束后，減壓蒸除溶劑，甲醇洗滌，得到粗品，重結晶得到二酰胺衍生物；

(2)二酰胺衍生物與氯化錳在醇鈉存在下配位反應5-15min，反應結束，過濾，用甲醇水洗滌，干燥。得到植物膠氧化降解催化劑。

其中所述步驟一中的制備二酰胺衍生物反應的物料用量如下：鄰苯二胺及衍生物:吡啶甲酸:亞磷酸三乙酯＝1:2:2(摩爾比)；所述溶劑為吡啶，加入量為上述三者質量總和的10-12倍；進一步的鄰苯二胺衍生物為4-甲基-1,2苯二胺。

進一步的，所述縮合反應條件為60-80℃反應1-5小時或者200-350W微波加熱5-15min其中一種；

進一步的，重結晶溶劑為甲醇或者乙醇其中一種。

進一步的，所述步驟二中制備植物膠氧化降解催化劑的反應物料摩爾配比為：二酰胺衍生物：MnCl₂·4H₂O:醇鈉為1:1:2(摩爾比)，反應溶劑為甲醇或者乙醇其中一種。

進一步的，所述的植物膠氧化降解催化劑用于瓜膠壓裂返排液降解處理的方法為，向瓜膠壓裂液中加入所述催化劑，20-50℃攪拌下超聲分散10min，加入體積比為‰5--‰10的雙氧水，攪拌下超聲反應30-50min，過濾出固體，得到降解濾液。本發明的優良效果如下：

(1)材料易得，制備工藝簡單；

(2)催化效率高，選擇性好。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的說明。

下述實施例中所涉及的儀器、試劑、材料等，若無特別說明，均為現有技術中已有的常規儀器、試劑、材料等，可通過正規商業途徑獲得，下述實施例中所涉及的實驗方法，檢測方法等，若無特別說明，均為現有技術中已有的常規實驗方法，檢測方法等。