生物质能源是近几年来的国际研究热点，在我国国内也受到广泛的关注。对生物质化学品的大规模生产与应用早已被写入我国的“十二五”规划。生物质本身既可以作为燃料使用，可以有效缓解碳排放，缓解温室效应；同时还可以以生物质化学品为原料生产高附加值化学品，替代不可再生的化石燃料。如多羟基化合物，糖类，甘油等，都属于生物质化学品，可制备多种高附加值化学品。乳酸作为一种具有代表性的高附加值糖类衍生物，具有良好的应用前景，可以作为生产环保塑料和医疗器械等的原料。当前乳酸产业呈供不应求的状态。传统乳酸工业生产方法是厌氧微生物对糖类进行厌氧发酵制备，再经分离提纯后生产85%的乳酸水溶液。该工艺乳酸发酵生产效率低下，提纯能耗高，并且为了保持微生物滋生的PH环境，必须不停地使用化学碱中和反应液。因此开发一种新的乳酸生产技术具有良好的经济和环境意义。
近年来，研究人员发现热化学催化法可以有效催化合成乳酸，并提出了催化转化甘油制备的乳酸的研究方法。甘油是生物柴油生产过程中产生的廉价副产品，2014年全球甘油规模为247万吨，并且近年来甘油价格下跌很快，精制甘油的市场价格（浓度99.5%）的市场价格仅为500美元/吨。故而开发甘油催化制备乳酸这一反应过程，研究该过程中各种催化剂的催化性能具有极重要的意义。
- 选题背景和意义：
- 文献综述（或调研报告）：
乳酸广泛用于各种行业：食品行业（乳化剂和防腐剂），化工行业（环保溶剂，乳酸烷基酯），以及美容和制药行业 （防腐剂和酸度调节剂）。 乳酸也是合成许多产品的起始原料，其中包括丙烯酸（胶，密封剂，超吸收剂等）和丙二醇（聚氨酯，热交换介质，表面活性剂等）。
甘油转化为乳酸的催化方法可分为几类：（1）碱性条件下甘油转化。（2）碱性条件下甘油的氧化转化，（3）酸性条件下甘油的氧化转化。
在[1]中，描述了在碱性条件下（NaOH）乳酸的转换过程。在573 K的温度和10 MPa的压力下反应90分钟，获得了90％的乳酸收率。优化反应条件后，可以显着降低过程温度。在甘油浓度为3.5 mol / L，КОН浓度为1.25 mol / L，温度在523和563 K之间以及反应时间为1.0-1.5 h时，可获得最佳结果。
在以NaOH为反应物的甘油转化为乳酸的过程中，研究了负载在Al2O3，ZnO和MgO上的铜催化剂的活性[2]。在Cu / MgO催化剂上，乳酸在513 K下的收率约为90％。主要副产物为1,2-丙二醇。这个催化剂体系拥有相当好的催化剂稳定性：在反应开始30小时后，Cu / MgO催化剂的活性几乎保持恒定。在惰性气氛[3]中，碱性条件下Cu / SiO2，Cu / Al2O3和Cu2O的催化试验表明，在Cu2O在513 K和1.4 MPa的氮气压力下，6小时内对乳酸80％的选择性为93.6％。基于负载在MgO，ZrO2和羟基磷灰石上的CuO的催化剂还显示出高活性[67]。发现在该过程中，CuO颗粒在脱氢阶段被形成的氢还原为金属铜。由此形成的催化位点Cu0显示出比Cu（II）更高的活性。在Cu /羟基磷灰石催化剂上，91％的甘油转化率在503 K下保持2小时不变，对乳酸的选择性为90％。因此，与水热法相比，基于Cu的催化剂可以降低反应温度并使用更少的碱。此外，该方法具有很高的稳定性。
在[4]中，研究了在363 K条件下双金属Au-Pt / TiO2催化剂的活性。甘油转化率为30％时，对乳酸的选择性为85.6％。该催化剂体系同样拥有不错的催化剂活性和稳定性，反应重复五次之后催化剂活性没有明显的下降。
以活性氧化钛为基体的双金属金-铂催化剂，在温和条件下（333 K）通过空气将甘油液相氧化为乳酸的研究表明，对乳酸的选择性取决于负载颗粒的大小，原子Au / Pt比和催化剂制备的条件[5]。 在具有最低金含量（Au / Pt = 0.025）的催化剂的情况下，可获得最高的活性和选择性。重复反应三次后，甘油的转化率（80％）和对乳酸的选择性（50％）保持恒定。在373 K的温度和约500 kPa的氧气压力下，负载在纳米晶状二氧化铈（nCeO2）上的Au-Pt催化体系的乳酸收率为80％，并且也在五次重复反应后依旧保持着良好的活性[6]。
在以活性炭为基体的钯、铂催化剂条件下，研究了甘油向乳酸的氧化转化过程[7]。 在503 K下，甘油的转化率为99％。在10％Pd / C催化剂上，对乳酸的选择性为68％，在5％Pt / C催化剂上，选择性为74％。反应重复五次之后依然有不错的活性。 在333 K电流密度j = 1.8 mA / cm2的条件下，使用催化剂，通过将八羰基钴1,2-双（二苯基膦基）乙烷钴沉淀在F-TiO2电极上，从甘油中电催化合成乳酸。NaOH浓度为1 mol / L [8]。在48小时内，甘油转化率为80％时，对乳酸的选择性为44％。主要副产物是氢气。随着电流密度的增加，对乳酸的选择性降低，并且主要产物变为2，3-二羟基丙酸。
在惰性条件下，使用铂负载催化剂，从纯甘油在180℃开始，可获得高转化率的LA（约80％）[9]。在这项研究中所试验的载体（碳，TiO2，ZrO2）中，ZrO2是该过程最有效的载体。对实验条件（气体气氛的性质和压力，甘油的纯度）的研究表明，在短反应时间（lt;10小时）观察到主要差异，主要是在选择性（尤其是LA）上，而在24小时之后，这些差异可以忽略不计。在相同条件下，尽管选择性高，但在24小时后，粗甘油仍以52％的有用产率转化为LA，转化率为70％。
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