[发明专利]氧化乙酸的方法

说明书

本公开涉及一种氧化乙酸的方法，该方法包括：使乙酸和过氧化物在催化剂的存在下接触进行氧化反应，其中，所述催化剂为含有碳点和氧化钛的催化复合材料。本公开采用含有碳点和氧化钛的催化复合材料作为催化剂催化乙酸的氧化反应，能够在温和的条件下实现对乙酸的氧化，原料转化率和目标产物选择性较高，同时能够显著提高过氧化物的有效利用率，降低生产成本。

技术领域

本公开涉及一种氧化乙酸的方法。

背景技术

碳基材料包括碳纳米管、活性炭、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米纤维、纳米金刚石等等。纳米碳催化的科学研究始于上世纪90年代。研究表明，纳米碳材料(纳米碳管和石墨稀为主)的表面化学性质可以进行灵活调控，可在其表面上修饰含氧、氮等杂原子的饱和及非饱和官能团，使之具备一定的酸碱性质和氧化还原能力，从而直接作为催化剂材料使用。研究和开发与富勒烯(碳纳米管)有关的催化新材料，拓宽其在石油化工、精细化工等领域的应用具有深远的理论意义和巨大的潜在应用前景。

过氧乙酸是一种有机过氧化合物，常温下为无色透明液体，溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和氯仿。过氧乙酸一般采用乙酸氧化法制备，根据所使用的氧化剂和氧化方式的不同，通常包括硝酸氧化法、过氧化物氧化法、臭氧氧化法、阳极氧化法和二氧化氮氧化法。过氧化物氧化法的反应条件温和，设备和工艺路线简单，产物不需要碱进行中和，并且对环境基本无污染。但是，在过氧化物氧化法中，氧化剂的价格高且用量大，增加了过氧乙酸的生产成本，限制了过氧化物氧化法的应用范围。因此，在采用过氧化物氧化法来氧化乙酸时，提高氧化剂的有效利用率，降低过氧乙酸的生产成本是一个重要的课题。

发明内容

本公开的目的是提供一种氧化乙酸的方法，该方法不仅能够获得较高的原料转化率和目标产物选择性，而且能够获得较高的过氧化物有效利用率。

为了实现上述目的，本公开提供一种氧化乙酸的方法，该方法包括：使乙酸和过氧化物在催化剂的存在下接触进行氧化反应，其中，所述催化剂为含有碳点和氧化钛的催化复合材料，以所述催化复合材料的总重量为基准，所述碳点的含量为2～40重量％，所述氧化钛的含量为60～98重量％。

可选地，以所述催化复合材料的总重量为基准，所述碳点的含量为5～20重量％，所述氧化钛的含量为80～95重量％。

可选地，所述碳点为石墨烯量子点、碳纳米点或聚合物点。

可选地，所述催化复合材料的颗粒尺寸为10～5000nm，优选为10～1000nm。

可选地，所述催化复合材料的制备步骤包括：

(1)在搅拌条件下，将含有钛源和第一溶剂的第一溶液与含有酸和第二溶剂的第二溶液混合，得到混合溶液；

(2)将步骤(1)得到的所述混合溶液与含有碳点的第三溶液混合，在100～400℃进行水热反应0.5～48h，收集固体产物然后干燥和焙烧。

可选地，步骤(1)中，所述钛源、第一溶剂、第二溶剂和酸的摩尔比为1：(0.1～100)：(0.1～50)：(0.1～10)；和/或，

所述钛源为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四乙酯、钛酸四甲酯、硫酸氧钛或氯化氧钛，或者它们中的两种或三种的组合；和/或，

所述酸为乙酸、丙酸、盐酸、硫酸、硝酸或磷酸，或者它们中的两种或三种的组合；和/或，

所述第一溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇或环己醇，或者它们中的两种或三种的组合；和/或，

所述第二溶剂为水、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇或环己醇，或者它们中的两种或三种的组合。

可选地，所述催化复合材料的制备步骤还包括：步骤(1)中，将所述第一溶液以0.1～50mL/min的速度加入所述第二溶液中；和/或，