CN109513460B - 一种β-胡萝卜素降解催化剂的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种β‑胡萝卜素降解催化剂的合成方法。其步骤如下，将芳香胺、一水合醋酸铜、1mol/L的盐酸以及30%质量浓度的过氧化氢按照4.5～5.0g:22.0～23.0mg：100 mL：1 mL的比例混合，0～50oC下静置24小时以上，所得沉淀过滤后即得所述催化剂。该催化剂可用于催化β‑胡萝卜素氧气氧化降解，且制备的催化剂合成成本低、金属含量低，催化效果好，同时，催化β‑胡萝卜素降解时可使用廉价、安全、环保的氧气为氧化剂，实用性好。

Description

一种β-胡萝卜素降解催化剂的合成方法
技术领域
本发明涉及一种β-胡萝卜素降解催化剂的合成方法，属于催化剂材料制备领域。
背景技术
β-胡萝卜素是一种常见的天然色素，广泛存在于各种蔬菜水果中。由于这种物质具有强烈的颜色，食品加工业的废水，因含有β-胡萝卜素而导致相关颜色指标不合格。因此，β-胡萝卜素的降解技术，在环境治理方面，有重要的需求。目前，已有方法有很多局限性，比如催化剂用量较高、催化剂成本高、使用强氧化剂等。开发出高效、便宜的催化剂，使用安全、廉价、清洁的氧化剂（如氧气），降解β-胡萝卜素，有很好的实际应用意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种β-胡萝卜素降解催化剂的合成方法。本发明以芳香胺、一水合醋酸铜为原料，在盐酸中用过氧化氢氧化聚合制备铜催化剂。所述方法简单，具有较高的实际应用价值。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是：
一种β-胡萝卜素降解催化剂的合成方法，将芳香胺、一水合醋酸铜、1mol/L的盐酸以及30%质量浓度的过氧化氢按照4.5～5.0g : 22.0～23.0mg ： 100 mL：1 mL的比例混合，0～50oC下静置24小时以上，得到的黑色沉淀过滤后可用于催化β-胡萝卜素氧气氧化降解。
本发明中，所述的芳香胺包括3-异丙氧亚甲基苯胺、苯胺、对甲基苯胺、对氯苯胺、萘胺等，其中优选3-异丙氧亚甲基苯胺，使用这种原料制备催化剂活性最高，可大大缩短β-胡萝卜素降解时间。
本发明中，芳香胺与30%质量浓度的过氧化氢的比例4.5～5.0g:1mL，其中优选4.7g:1mL。使用这种比例，制备催化剂活性最高，可大大缩短β-胡萝卜素降解时间。
本发明中，一水合醋酸铜与30%质量浓度的过氧化氢的比例22.0～23.0mg:1mL，其中优选22.5mg：1mL。使用这种比例，即可充分负载铜催化剂，又可避免催化剂团聚，从而制备催化剂活性最高，可大大缩短β-胡萝卜素降解时间。
本发明中，催化剂聚合时，静置温度为0～50oC，其中优选25 oC。使用这种温度制备出的材料，即可充分聚合原料，又可很好地吸收铜催化剂，从而使得催化剂活性最高，可大大缩短β-胡萝卜素降解时间。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明制备的催化剂合成成本低、使用廉价金属原料、金属含量低，催化β-胡萝卜素降解时可使用廉价、安全、环保的氧气为氧化剂，实用性好。
具体实施方式
下面的实施例对本发明进行更详细的阐述，而不是对本发明的进一步限定。
本发明公开了以廉价的芳香胺以及一水合醋酸铜为原料，在酸性环境中用过氧化氢氧化聚合制备铜催化剂，该催化剂可催化β-胡萝卜素被氧气氧化降解，效果显著，有很好的工业应用价值。
实施例1
将3-异丙氧亚甲基苯胺、一水合醋酸铜、1mol/L的盐酸以及30wt%浓度的过氧化氢按照4.7g : 22.5mg ： 100 mL：1 mL的比例混合，25oC下静置24小时，得到的黑色沉淀过滤后加入到0.01 mol/L的β-胡萝卜素的1,4-二氧六环溶液中（每100mL溶液加20毫克催化剂），80oC下通入氧气（0.88 mL/s），8小时后颜色褪去。ICP分析该催化剂中铜含量极低，仅为0.42%（质量含量）。
实施例2
其他条件同实施例1, 检验不同芳香胺所产生的材料的性能，实验结果见表1。
表1 不同芳香胺产生的材料的性能
编号 芳香胺 颜色褪去时间（小时）
1 3-异丙氧亚甲基苯胺（实施例1） 8
2 苯胺 24
3 对甲基苯胺 20
4 对氯苯胺 48
5 萘胺 36
由上述结果可知，反应所使用的芳胺优选3-异丙氧亚甲基苯胺（实施例1），以其为原料合成的催化剂活性最高，褪色最快（编号1）。
实施例3
其他条件同实施例1，检验不同芳香胺与过氧化氢的比例的效果，实验结果如表2所示。
表2 不同芳香胺与过氧化氢的比例的效果检验
编号 芳香胺与30wt%过氧化氢的比例（g/mL） 褪色时间（小时）
1 4.5 12
2 4.6 12
3 4.7（实施例1） 8
4 4.8 14
5 4.9 20
6 5.0 24
由上述结果可知，芳香胺与过氧化氢的比例优选4.7g/mL（实施例1）。
实施例4
其他条件同实施例1，检验不同一水合醋酸铜与过氧化氢的比例，实验结果如表3所示。
表3 不同一水合醋酸铜与过氧化氢的比例效果的检验
编号 一水合醋酸铜与30wt%过氧化氢的比例（mg/mL） 褪色时间（小时）
1 22 16
2 22.1 15
3 22.3 11
4 22.5（实施例1） 8
5 22.7 10
6 22.9 12
7 23 12
由上述结果可知，一水合醋酸铜与过氧化氢的比例优选22.5mg/mL（实施例1）。
实施例5
其他条件同实施例1，检验不同静置温度制备的材料性能，实验结果如表4所示。
表4 不同静置温度效果的检验
编号 静置温度（<sup>O</sup>C） 褪色时间（小时）
1 0 24
2 10 14
3 20 10
4 25（实施例1） 8
5 30 11
6 40 15
7 50 18
由上述结果可知，浸渍温度25度时制备的催化剂效果最好（实施例1）。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种催化剂在降解β-胡萝卜素中的用途，其特征在于：将3-异丙氧亚甲基苯胺、一水合醋酸铜、1mol/L的盐酸以及30%质量浓度的过氧化氢按照4.5～5.0g : 22.0～23.0mg ：100 mL：1 mL的比例混合，0～50℃ 下静置24小时以上，所得沉淀过滤后即得所述催化剂，将其作为降解β-胡萝卜素的催化剂。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于：3-异丙氧亚甲基苯胺与30%质量浓度的过氧化氢的比例4.7g:1mL。
3.如权利要求1所述的用途，其特征在于：其特征在于：一水合醋酸铜与30%质量浓度的过氧化氢的比例22.5mg:1mL。
4.如权利要求1所述的用途，其特征在于：静置温度为25℃ 。
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