1.氧化铁的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:a、以九水硝酸铁为铁源加入到尿素和水中,加热搅拌至溶液为透明溶液;
b、步骤a得到的透明溶液转至聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,120℃中加热6~8h;
c、自然冷却,过滤得到固体物质,用去离子水和无水乙醇3~5次洗涤,在50~80℃中干燥3~8h;在空气氛围下400~900℃煅烧3h,得到氧化铁。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤a中九水硝酸铁用量以铁元素计为
0.001~0.01摩尔,尿素的用量为0.02~0.06摩尔,水的用量为60mL。优选的,步骤a中九水硝酸铁用量以铁元素计为0.008摩尔,尿素的用量为0.036摩尔。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤c中煅烧温度为500~900℃。进一步的,步骤c中煅烧温度为500~600℃。最优选的,步骤c中煅烧温度为500℃。
4.权利要求1~3任一项所述方法制备得到的氧化铁。进一步的,所述氧化铁的晶型中{001}晶面占比不低于28.6%。优选的,所述氧化铁的晶型中{001}晶面占比为100%。
5.采用权利要求1~3任一项所述方法制备得到的氧化铁催化乳酸制备丙酮酸的方法,其特征在于,包括如下步骤:以氧化铁为催化剂,空气气氛下,含乳酸‑水的混合蒸汽在催化剂表面发生原位气固催化反应生成丙酮酸,反应温度为200~260℃,乳酸‑水在混合蒸汽中所占比重为10~60wt%。
6.如权利要求5所述的氧化铁催化乳酸制备丙酮酸的方法,其特征在于,空气携带被高温气化的乳酸进入固定床反应器,且空气的流速是3mL/min,乳酸‑水混合液进料量是1.0~
10g/h。进一步的,乳酸‑水混合液进料量是1.0~5g/h。进一步的,乳酸‑水混合液进料量是
1.0~3g/h。进一步的,乳酸‑水混合液进料量是1.0~2g/h。
7.如权利要求5或6所述的氧化铁催化乳酸制备丙酮酸的方法,其特征在于,所述氧化铁粒径在20~40目。
8.如权利要求5~7任一项所述的氧化铁催化乳酸制备丙酮酸的方法,其特征在于,反应温度为220~250℃。进一步的,反应温度为230~240℃。最优选的,反应温度为230℃。
9.如权利要求5~8任一项所述的氧化铁催化乳酸制备丙酮酸的方法,其特征在于,乳酸‑水在混合蒸汽中所占比重为10~50wt%。优选的,乳酸‑水在混合蒸汽中所占比重为10~30wt%。优选的,乳酸‑水在混合蒸汽中所占比重为10wt%。
10.如权利要求5~9任一项所述的氧化铁催化乳酸制备丙酮酸的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:将催化剂封装于石英管中,置于固定床反应器中,打开载气,以8℃/min的速率升温至反应温度,稳定30min后,向固定床反应器中通入乳酸‑水混合液。优选的,采用石棉对催化剂进行固定封装。