CN115121279A - 一种固体催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物质催化技术领域，具体涉及一种固体催化剂及其制备方法和应用。本发明提供了一种固体催化剂的制备方法，将金属盐与分子筛载体混合后，直接进行微波处理即可得到，制备方法简便，制备时间短，且得到的固体催化剂的催化活性高。根据实施例的结果表明，利用本发明制备得到的固体催化剂催化葡萄糖转化为乳酸时，糖类的转化率＞95％，乳酸的收率为30～52％。

Description

一种固体催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于生物质催化技术领域，具体涉及一种固体催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
乳酸，又名2-羟基丙酸或α-羟基丙酸，是一种重要的有机酸，其本身含有羟基和羧基两种活性官能团，可进一步转化为丙二醇、丙烯酸和丙酮酸等高附加值的精细化学品，广泛应用在医药、食品、化妆品、化工和农业等领域。
传统的乳酸制备方法主要有化学法和发酵法两种。化学法包括乙醛氢氰酸法和丙酸氯化水解法。然而此类方法存在生产成本高、使用剧毒化学试剂、污染环境等缺点，因此，化学合成法生产乳酸大大受到限制。目前，工业上90％以上的乳酸生产是以葡萄糖为原料通过生物发酵法提取得到。该方法具有乳酸选择性高和发酵温度低等优点。然而，发酵过程中为了保持发酵液pH值为中性，在发酵液中需要不断添加氢氧化钙以中和生成的乳酸，发酵结束后需添加硫酸处理乳酸钙以获取乳酸并得到副产品乳酸钙。每生产1吨乳酸，消耗约500千克的98％硫酸，产生约1吨硫酸钙副产品，发酵法存在着发酵时间长、流程复杂和生产成本高等缺点。因此，急需开发一种绿色高效生产乳酸的技术路线及制备方法。
近年来，糖类化合物通过催化转化法制备乳酸的研究引起科学家的广泛关注。在水热条件下，糖类化合物在金属盐、金属氧化物、酸或者碱催化作用下可以转化为乳酸。文献(Holm M.S.et.al.,Science,2010,328,602-605.)报道了Sn-β分子筛催化糖类转化为乳酸及其衍生物，在水相介质中分别以葡萄糖、果糖、蔗糖为原料，以Sn-β为催化剂，在160℃的反应温度下反应20小时后，乳酸收率为26～28％，转化效率低；且Sn-β分子筛制备过程中需要10～20天晶化时间，催化剂制备周期长。文献(Dong W.J.,et.al.,Scientificreports,2016,6,26713-26721；Meng X.,et.al.,RSC Advances,2018,8,8965-8975；Sustainable energy fuels,2020,4,5327-5338)分别报道了Zn-Sn-beta分子筛、Pb-Sn-beta分子筛、In-Sn-beta分子筛催化葡萄糖、蔗糖转化制备乳酸。然而，Zn-Sn-beta分子筛、Pb-Sn-beta分子筛及In-Sn-beta分子筛在制备过程中需要在550℃焙烧6小时，焙烧时间较长，成本及能耗较高。
发明内容
本发明提供了一种固体催化剂的制备方法，采用微波处理制备得到固体催化剂，工艺简单，制备时间短，降低了生产成本及能耗；且得到的固体催化剂催化活性高。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种固体催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将金属盐和分子筛载体混合，经过微波处理，得到固体催化剂；
所述金属盐包括锡盐和辅助金属盐；
所述微波处理的时间为5～30min。
优选的，所述分子筛载体包括Hβ分子筛、HY分子筛、HZSM-5分子筛、SBA-15分子筛和MCM-41分子筛中的一种或几种。
优选的，所述辅助金属盐包括过渡金属盐、镧系金属盐、第Ⅲ主族金属盐、第Ⅳ主族金属盐和第Ⅴ主族金属盐中的一种或几种。
优选的，所述锡盐与辅助金属盐的摩尔比为0.01～10:1。
优选的，所述混合前还包括：将所述分子筛载体进行酸浸处理。
优选的，所述金属盐和分子筛载体的用量比为0.01～10mmol/g。
优选的，所述微波处理的功率为500～900W。
本发明还提供了上述技术方案所述的固体催化剂，包括活性组分和分子筛载体；所述活性组分包括复合金属；
所述复合金属包括Sn和辅助金属。
优选的，所述复合金属与分子筛载体的用量比为0.01～10mmol/g。
本发明还提供了上述技术方案所述固体催化剂在催化葡萄糖转化制备乳酸中的应用。
本发明提供了一种固体催化剂的制备方法，包括以下步骤：将金属盐和分子筛载体混合，经过微波处理，得到固体催化剂；所述金属盐包括锡盐和辅助金属盐；所述微波处理的时间为5～30min。本发明将金属盐和分子筛载体混合后，进行微波处理，在微波辐射的作用下，能够引发金属盐和分子筛载体之间发生固态离子交换反应，从而提高了金属盐在分子筛载体表面的分散性。同时微波处理能够更好的将金属阳离子渗入到分子筛载体中，进一步提高了离子交换的反应速率，提高了催化剂的催化活性。并且，本发明的制备方法简单，制备时间短，降低了生产成本和能耗。根据实施例的结果表明，利用本发明制备得到的固体催化剂催化葡萄糖转化为乳酸时，糖类的转化率＞95％，乳酸的收率为30～52％。
具体实施方式
本发明提供了一种固体催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将金属盐和分子筛载体混合，经过微波处理，得到固体催化剂；
所述金属盐包括锡盐和辅助金属盐；
所述微波处理的时间为5～30min。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明将金属盐和分子筛载体混合，经过微波处理，得到固体催化剂；所述金属盐包括锡盐和辅助金属盐。
在本发明中，所述分子筛载体优选包括Hβ分子筛、HY分子筛、HZSM-5分子筛、SBA-15分子筛和MCM-41分子筛中的一种或几种；当所述分子筛载体为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明的具体实施例中，所述分子筛载体具体为质量比为1：1的Hβ分子筛和HY分子筛。
在本发明中，所述分子筛载体在微波处理的过程中能够更好的吸收微波保证反应更充分的进行；同时能够更好的与金属离子发生交换反应，提高金属离子的交换速度；另外，由于具有较大的比表面积以及与葡萄糖分子直径相匹配的孔道结构，有利于活性组分的分散，在催化的过程中，能够促进葡萄糖分子扩散到催化剂表面的活性位点进行反应，进而使得产物乳酸能够及时扩散。
在本发明中，所述金属盐优选包括金属氯化物、金属硝酸盐、金属草酸盐、金属硫酸盐、金属碳酸盐、金属甲酸盐和金属乙酸盐中的一种或几种。
在本发明中，所述辅助金属盐优选包括过渡金属盐、镧系金属盐、第Ⅲ主族金属盐、第Ⅳ主族金属盐和第Ⅴ主族金属盐中的一种或几种；所述过渡金属盐进一步优选包括钪盐、钛盐、钒盐、铬盐、锰盐、铁盐、钴盐、镍盐、铜盐、锌盐、钇盐、锆盐、铌盐、钼盐、钽盐和钨盐中的一种或几种；所述镧系金属盐进一步优选包括镧盐、铈盐、镨盐、钕盐、钷盐、钐盐、铕盐、钆盐、铽盐、镝盐、钬盐、铒盐、铥盐、镱盐和镥盐中的一种或几种；所述第Ⅲ主族金属盐进一步优选包括铟盐和/或镓盐；所述第Ⅳ主族金属盐进一步优选包括锗盐和/或铅盐；所述第Ⅴ主族金属盐进一步优选包括锑盐和/或铋盐；当所述辅助金属盐为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明的实施例中，所述辅助金属盐具体为质量比为5：9的锌盐和锰盐、质量比为0.25：1.96的铜盐和铈盐、质量比为0.54：0.29的铁盐和镍盐、质量比为0.57：0.16的铅盐和镧盐、质量比为0.82：0.57的镝盐和钪盐、质量比为1.79：0.4的铋盐和钨盐、质量比为0.51：1.03的镓盐和钇盐、质量比为0.43：2.26的钐盐和钆盐、质量比为0.43：0.39的锆盐和钕盐和质量比为0.11：1.09的铟盐和钬盐。
在本发明中，所述锡盐和辅助金属盐的摩尔比优选为0.01～10：1，进一步优选为0.1～9：1，更优选为0.2～8：1。在本发明的具体实施例中，所述锡盐和辅助金属盐的摩尔比具体优选为摩尔比为5：1的锡盐和钴盐，摩尔比为1：2：3的锡盐、锌盐和锰盐，摩尔比为3：1：6的锡盐、铜盐和铈盐，摩尔比为2：3的锡盐和铒盐，摩尔比为为7：2：1的锡盐、铁盐和镍盐，摩尔比为6：3：1的锡盐、铅盐和镧盐，摩尔比为1：2：2的锡盐、镝盐和钪盐，摩尔比为2：7：1的锡盐、铋盐和钨盐，摩尔比为1：1：1的锡盐、镓盐和钇盐，摩尔比为4：1：5的锡盐、钐盐和钆盐，摩尔比为8：1：1的锡盐、锆盐和钕盐，摩尔比为3：1：6的锡盐、铟盐和钬盐。
在本发明中，所述金属盐在微波处理的过程中能够更好的和分子筛载体发生离子交换反应。
进行混合前，本发明还优选包括将所述分子筛载体进行酸浸处理。在本发明中，所述酸浸处理采用的酸溶液优选包括盐酸水溶液、硝酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液、甲酸水溶液和乙酸水溶液中的一种或几种；所述酸溶液的摩尔浓度优选为小于等于酸溶液的饱和浓度。在本发明中，所述载体和酸溶液的固液比优选为1：3～30g/ml，进一步优选为1：4～29g/ml，更优选为5～28g/ml。在本发明中，所述酸浸处理的温度优选为60～100℃，进一步优选为65～95℃，更优选为70～90℃；所述酸浸处理的时间优选为1～20h，进一步优选为2～19h，更优选为3～18h。
所述酸浸处理后，本发明还优选包括依次进行的固液分离、水洗和干燥。本发明对所述固液分离的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中，所述水洗优选采用蒸馏水进行水洗，所述水洗的次数没有特殊要求，能够得到pH值呈中性的分子筛载体即可。在本发明中，所述干燥的温度优选为100～150℃，进一步优选为110～140℃，更优选为120～130℃；所述干燥的时间优选为6～24h，进一步优选为7～23h，更优选为8～22h。
在本发明中，所述金属盐和分子筛载体的用量比为0.01～10mmol/g，进一步优选为0.1～9mmol/g，更优选为0.2～8mmol/g。
在本发明中，所述混合的方式优选为研磨或球磨；在本发明中，所述研磨的时间优选为30～60min，进一步优选为35～55min，更优选为40～50min。所述研磨优选在玛瑙研钵或研磨机中进行。在本发明中，所述球磨的时间优选为30～60min，进一步优选为35～55min，更优选为40～50min。所述球磨优选在球磨机中进行。在本发明中，对所述研磨或球磨的转速没有特殊要求，能够混合均匀即可。
在本发明中，所述微波处理的时间优选为5～30min，进一步优选为10～25min，更优选为15～20min；所述微波处理的功率优选为500～900W，进一步优选为550～850W，更优选为600～800W。在本发明中，所述微波处理优选在微波炉中进行。在本发明中，微波处理能够引发金属盐和分子筛载体之间发生固态离子交换反应，并能够将金属阳离子更好的渗入到载体中，提高了离子交换的反应速率，进一步提高了催化剂活性；将所述微波处理的条件参数控制在上述范围内，可以更好的满足催化剂在形成过程中对加热温度的需求，并且在降低离子交换时间的前提下，进一步提高离子交换的速率，提高催化剂的催化活性，避免出现离子交换效率低以及活性组分颗粒增大从而影响催化活性。
本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的固体催化剂，包括活性组分和分子筛载体；所述活性组分包括复合金属；
所述复合金属包括Sn和辅助金属。
在本发明中，所述Sn和辅助金属的摩尔比优选为0.01～10，进一步优选为0.1～9，更优选为0.2～8。在本发明中，所述复合金属与所述分子筛载体的用量比优选为0.1～10mmol/g，进一步优选为0.1～9mmol/g，更优选为0.2～8mmol/g。
在本发明中，所述复合金属能够进一步提高催化剂的反应活性，对于葡萄糖转化为乳酸具有很好的促进作用。
本发明还提供了上述技术方案所述的固体催化剂在催化葡萄糖转化制备乳酸中的应用。
在本发明中，所述应用的方法优选包括以下步骤：
将葡萄糖、固体催化剂和水混合，进行催化反应，得到乳酸；
所述固体催化剂为上述技术方案所述的固体催化剂。
在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行，进一步优选为磁力搅拌。本发明对所述搅拌的条件参数没有特殊要求，能够得到均匀混合的葡萄糖溶液即可。
在本发明中，所述混合优选包括：将葡萄糖和水混合，得到葡萄糖溶液；将固体催化剂和葡萄糖溶液混合。
在本发明中，所述葡萄糖和水的质量比优选为0.01～0.1，进一步优选为0.02～0.09，更优选为0.03～0.08。在本发明中，所述固体催化剂和葡萄糖的质量比优选为0.01～10，在本发明的具体实施例中，所述固体催化剂和葡萄糖的质量比具体为0.3：0.54。
在本发明中，所述催化反应优选在氮气气氛下进行。在本发明中，所述催化反应的温度优选为160～200℃，进一步优选为170～190℃，更优选为180℃；时间优选为2～12h，进一步优选为3～11h，更优选为4～10h。所述催化反应优选在反应釜中进行。
所述催化反应完成后，本发明还优选包括对反应体系进行固液分离，得到乳酸。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种固体催化剂及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将1.12克二氯化锡(SnCl2·2H2O)(摩尔质量为0.005mol)、0.18克甲酸钴(Co(HCOO)2·2H2O)(摩尔质量为0.001mol)和10克Hβ分子筛在玛瑙研钵中研磨40min进行混合，放入微波炉中，在微波辐射功率为500W下进行微波处理，微波时间为20min，制备得到固体催化剂，以Sn5Co/β表示(其中Sn和Co的摩尔比为5：1)。
实施例2
将0.24克乙酸亚锡(SnC4H6O4)(摩尔质量为0.001mol)、0.25克碳酸锌(ZnCO3)(摩尔质量为0.002mol)、0.45克硫酸锰(MnSO4)(摩尔质量为0.003mol)和10克HY分子筛在研磨机中研磨30min进行混合，放入微波炉中，在微波辐射功率为600W下，进行微波处理，微波时间为20min，制备得到固体催化剂，以SnZn2Mn3/Y表示(其中Sn、Zn和Mn和摩尔比为1：2：3)。
实施例3
将1.05克四氯化锡(SnCl4·5H2O)(摩尔质量为0.003mol)、0.25克硫酸铜(CuSO4·5H2O)(摩尔质量为0.001mol)、1.96克硝酸铈(Ce(NO3)3)(摩尔质量为0.006mol)和10克HZSM-5分子筛在研磨机中研磨50min进行混合，放入微波炉中，在微波辐射功率为700W下，进行微波处理，微波时间为20min，制备得到固体催化剂，以Sn3CuCe6/ZSM-5表示(其中Sn、Cu和Ce的摩尔比为3：1：6)。
实施例4
将0.41克草酸亚锡(SnC2O4)(摩尔质量为0.002mol)、1.25克乙酸铒(Er2(CH3COO)3·4H2O)(摩尔质量为0.003mol)和10克SBA-15分子筛在玛瑙研钵中研磨60min进行混合，放入微波炉中，在微波辐射功率为800W下，进行微波处理，微波时间为20min，制备得到固体催化剂，以Sn2Er3/SBA-15表示(其中Sn和Er的摩尔比为2：3)。
实施例5
将1.5克硫酸亚锡(SnSO4)(摩尔质量为0.007mol)、0.54克氯化铁(FeCl3·6H2O)(摩尔质量为0.002mol)、0.29克硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)(摩尔质量为0.001mol)和10克MCM-41分子筛在球磨机中研磨60min进行混合，放入微波炉中，在微波辐射功率为900W下，进行微波处理，微波时间为5min，制备得到固体催化剂，以Sn7Fe2Ni/MCM-41表示(其中Sn、Fe和Ni的摩尔比为7：2：1)。
实施例6
将5克Hβ分子筛和5克HY分子筛加入到50mL浓度为1mol/L的盐酸中进行酸浸处理，所述酸浸处理的温度为100℃，时间为6h，冷却至室温，抽滤进行固液分离，用蒸馏水水洗处理后的Hβ和HY分子筛至中性，在烘箱中于150℃下干燥10h后，得到盐酸处理的Hβ和HY分子筛；
将0.67克二氯化锡(SnCl2·2H2O)(摩尔质量为0.006mol)、0.57克乙酸铅(Pb(NO3)2·3H2O)(摩尔质量为0.003mol)、0.16克乙酸镧(LaC6H9O6)(摩尔质量为0.001mol)和盐酸处理的Hβ和HY分子筛在玛瑙研钵中研磨50min后，放入微波炉中，在微波辐射功率为600W下，进行微波处理，微波时间30min，制备得到固体催化剂，以Sn6Pb3La/β-Y-盐酸表示(其中Sn、Pb和La的摩尔比为6：3：1)。
实施例7
将10克Hβ分子筛，加入到200mL浓度为16mol/L的硝酸中进行酸浸处理，所述酸浸处理的温度为80℃，时间为18h，冷却至室温，抽滤进行固液分离，用蒸馏水水洗处理后的Hβ分子筛至中性，在烘箱中于120℃下干燥20h后，得到硝酸处理的Hβ分子筛；
将0.35克四氯化锡(SnCl4·5H2O)(摩尔质量为0.001mol)、0.82克乙酸镝(DyC6H9O6·4H2O)(摩尔质量为0.002mol)、0.57克碳酸钪(Sc2(CO3)3·H2O)(摩尔质量为0.002mol)和硝酸处理的Hβ分子筛在玛瑙研钵中球磨40min后，放入微波炉中，在微波辐射功率为700W下，进行微波处理，微波时间10min，制备得到固体催化剂，以SnDy2Sc2/β-硝酸表示(其中Sn、Dy和Sc的摩尔比为1：2：2)。
实施例8
将10克HY分子筛，加入到100mL浓度为6mol/L的硫酸中进行酸浸处理，所述酸浸处理的温度为90℃，时间为12h，冷却至室温，抽滤进行固液分离，用蒸馏水水洗处理后的HY分子筛至中性，在烘箱中于120℃下干燥20h后，得到硫酸处理的HY分子筛；
将0.7克硫酸亚锡(SnSO4)(摩尔质量为0.002mol)、1.79克硝酸铋(Bi(NO3)·5H2O)(摩尔质量为0.007mol)、0.4克氯化钨(WCl6)(摩尔质量为0.001mol)和硫酸处理的HY分子筛在球磨机中球磨60min后，放入微波炉中，在微波辐射功率为800W下，进行微波处理，微波时间20min，制备得到固体催化剂，以Sn2Bi7W/Y-硫酸表示(其中Sn、Bi和W的摩尔比为2：7：1)。
实施例9
将10克HZSM-5分子筛，加入到300mL浓度为3mol/L的磷酸中进行酸浸处理，所述酸浸处理的温度为80℃，时间为20h，冷却至室温，抽滤进行固液分离，用蒸馏水水洗处理后的HZSM-5分子筛至中性，在烘箱中于120℃下干燥20h后，得到磷酸处理的HZSM-5分子筛；
将0.47克草酸亚锡(SnC2O4)(摩尔质量为0.002mol)、0.51克硝酸镓(Ga(NO3)3)(摩尔质量为0.002mol)、1.03克草酸钇(Y2(C2O4)3·4H2O)(摩尔质量为0.002mol)和硫酸处理的HZSM-5分子筛在玛瑙研钵中研磨60min后，放入微波炉中，在微波辐射功率为500W下，进行微波处理，微波时间10min，制备得到固体催化剂，以SnGaY/ZSM-5-磷酸表示(其中Sn、Ga和Y的摩尔比为1：1：1)。
实施例10
将10克SBA-15分子筛，加入到150mL浓度为10mol/L的甲酸中进行酸浸处理，所述酸浸处理的温度为60℃，时间为24h，冷却至室温，抽滤进行固液分离，用蒸馏水水洗处理后的SBA-15分子筛至中性，在烘箱中于120℃下干燥20h后，得到甲酸处理的SBA-15分子筛；
将0.95克乙酸亚锡(SnC4H6O4)(摩尔质量为0.004mol)、0.43克乙酸钐(SmC6H9O6·6H2O)(摩尔质量为0.001mol)、2.26克硝酸钆(Gd2(C4H6O3)·6H2O)(摩尔质量为0.005mol)和甲酸处理的SBA-15分子筛在玛瑙研钵中研磨50min后，放入微波炉中，在微波辐射功率为900W下，进行微波处理，微波时间10min，制备得到固体催化剂，以Sn4SmGd5/SBA-15-甲酸表示(其中Sn、Sm和Gd的摩尔比为4：1：5)。
实施例11
将10克SBA-15分子筛，加入到250mL浓度为16mol/L的乙酸中进行酸浸处理，所述酸浸处理的温度为70℃，时间为3h，冷却至室温，抽滤进行固液分离，用蒸馏水水洗处理后的SBA-15分子筛至中性，在烘箱中于120℃下干燥20h后，得到乙酸处理的SBA-15分子筛；
将1.8克二氯化锡(SnCl2·5H2O)(摩尔质量为0.008mol)、0.43克硝酸锆(Zr(NO3)3·5H2O)(摩尔质量为0.001mol)、0.39克乙酸钕(NdC6H9O6·4H2O)(摩尔质量为0.001mol)和乙酸处理的MCM-41分子筛在球磨机中研磨40min后，放入微波炉中，在微波辐射功率为600W下，进行微波处理，微波时间10min，制备得到固体催化剂，以Sn8ZrNd/MCM-41-乙酸表示(其中Sn、Zr和Nd的摩尔比为8：1：1)。
实施例12
将10克Hβ分子筛，加入到200mL浓度为12mol/L的盐酸中进行酸浸处理，所述酸浸处理的温度为80℃，时间为1h，冷却至室温，抽滤进行固液分离，用蒸馏水水洗处理后的Hβ分子筛至中性，在烘箱中于120℃下干燥20h后，得到盐酸处理的Hβ分子筛；
将0.35克乙酸亚锡(SnC4H6O4)(摩尔质量为0.003mol)、0.11克氯化铟(InCl3)(摩尔质量为0.001mol)、1.09克乙酸钬(HoC6H9O6·H2O)(摩尔质量为0.006mol)和盐酸处理的Hβ分子筛在球磨机中研磨50min后，放入微波炉中，在微波辐射功率为800W下，进行微波处理，微波时间10min，制备得到固体催化剂，以Sn3InEu6/β-盐酸表示(其中Sn、In和Eu的摩尔比为3：1：6)。
对比例1
将3.5克四氯化锡(SnCl4·5H2O)和10克HSM-5分子筛，在球磨机中研磨50min进行混合，放入微波炉中，在微波辐射功率为700W下，进行微波处理，微波时间为20min，制备得到固体催化剂，以Sn/ZSM-5表示。
对比例2
将2.13克乙酸亚锡(SnC4H6O4)、0.22克氯化钾(KCl)和10克SBA-15分子筛，在球磨机中球磨30min进行混合，放入微波炉中，在微波辐射功率为300W下，进行微波处理，微波时间为30min，制备得到固体催化剂，以Sn3K/SBA-15表示。
对比例3
将0.83克草酸亚锡(SnC2O4)、1.53克乙酸钡(BaC4H6O4)和10克HY分子筛，在玛瑙研钵中研磨40min进行混合，放入微波炉中，在微波辐射功率为1000W下，进行微波处理，微波时间为1min，制备得到固体催化剂，以Sn2Ba3/Y表示。
性能测试
将实施例1制备得到的固体催化剂进行葡萄糖催化转化制备乳酸反应活性测试。
测试方法：取0.54g葡萄糖、0.3g实施例1制备得到的固体催化剂和50mL水加入到100mL反应釜中并充入氮气，磁力搅拌，加热到160℃，反应12小时后，停止反应，离心分离出催化剂，取上层清液进行分析，葡萄糖和乳酸的含量均使用SBA-40E生物传感分析仪进行定量分析。
按照上述测试方法，对实施例2～12和对比例1～3得到的催化剂进行测试，其中测试的条件参数及结果如表1所示。
表1实施例1～12和对比例1～3得到固体催化剂活性测试条件参数和结果
Figure BDA0002992186360000111
Figure BDA0002992186360000121
通过以上结果可以看出，本发明通过微波处理的方法将复合金属负载到分子筛载体上，通过对复合金属的种类以及条件参数的优化，使得到的固体催化剂具有优异的催化活性，在将得到的固体催化剂应用到催化葡萄糖转化乳酸的测试中，糖类的转化率>95％，乳酸的收率大于30％，最高达到52％，具有催化效果高、产物收率高的优点，并且本发明提供的制备方法简单，制备时间短，进一步降低了生产成本和能耗。
另外，本发明提供的固体催化剂能够和产物分离，实现了催化剂的回收再利用，且具有很好的循环稳定性，在实际应用具有很好的应用前景。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种固体催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将金属盐和分子筛载体混合，经过微波处理，得到固体催化剂；
所述金属盐包括锡盐和辅助金属盐；
所述微波处理的时间为5～30min。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分子筛载体包括Hβ分子筛、HY分子筛、HZSM-5分子筛、SBA-15分子筛和MCM-41分子筛中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述辅助金属盐包括过渡金属盐、镧系金属盐、第Ⅲ主族金属盐、第Ⅳ主族金属盐和第Ⅴ主族金属盐中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锡盐与辅助金属盐的摩尔比为0.01～10:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合前还包括：将所述分子筛载体进行酸浸处理。
6.根据权利要求2或5所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐和分子筛载体的用量比为0.01～10mmol/g。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波处理的功率为500～900W。
8.权利要求1～7任一项所述制备方法制备得到的固体催化剂，其特征在于，包括活性组分和分子筛载体；所述活性组分包括复合金属；
所述复合金属包括Sn和辅助金属。
9.根据权利要求8所述的固体催化剂，其特征在于，所述复合金属与分子筛载体的用量比为0.01～10mmol/g。
10.权利要求8或9所述固体催化剂在催化葡萄糖转化制备乳酸中的应用。
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