本发明涉及电化学合成，具体地说是一种通过电解草酸制乙醇酸的生产方法。
背景技术：
1、乙醇酸是一种十分重要的有机中间体和精细化学品，广泛的应用于电镀、化学清洗、化妆品和可降解高分子等领域。但同时，其现有工艺中所存在产物杂质多、原料毒性大、设备成本高、生产条件苛刻的问题，使得乙醇酸具有了较高的生产成本和市场价格。通过开发新的工艺，实现在温和条件下以廉价无毒试剂作为原料生产乙醇酸的过程，将具有巨大的经济价值和环境效益，对于可持续发展具有重要意义。
2、有机电合成技术是一种新兴的强有力绿色合成手段。通过电解草酸合成乙醇酸是一种极具潜力的生产路线。该反应过程具有原料廉价无毒、反应条件温和和生产设备简单的优点。
3、由于反应在较强的酸性溶液中进行，工作电极会面临被酸腐蚀和较易发生强烈析氢反应的问题。已有研究表明，部分金属氧化物兼具能够耐受酸腐蚀和析氢活性较弱的优点；同时金属氧化物上由于氧空位所形成的正电中心结构，十分有利于羧基的吸附。
4、将催化剂负载分载体上制备成为负载型催化剂，由于载体的支撑分散作用，可以使得催化剂在稳定性得到显著提高的同时，使得催化活性得到进一步提升。纳米碳材料由于具有比导电性好、比表面积大、廉价、无毒和稳定性好的优点，而十分适合作为电催化剂的载体材料。
5、所以，本发明利用一系列不同的金属氧化物/纳米碳材料作为阴极电催化剂，实现了电解草酸制备乙醇酸的反应过程。本发明具有原料无毒廉价、反应条件温和和设备简单的优点，是一种具有巨大潜力的乙醇酸绿色合成路线。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有乙醇酸合成技术的不足，而提供的一种通过电解草酸而生产乙醇酸的路线；通过简单的超声浸渍法，制备出了一系列金属氧化物/纳米碳材料作为反应的电极材料。反应过程具有温和绿色的优点。
2、本发明的目的可以通过以下的技术方案实现：
3、本发明第一个方面公开了一种由草酸电催化加氢制备乙醇酸的方法，具体步骤如下：
4、(1)电解池中在含催化剂的电极上通过对含草酸水相电解液进行电解制得乙醇酸；
5、(2)蒸发电解液中的水分浓缩乙醇酸含量，并使用结晶方法使乙醇酸晶体析出，经过滤分离及真空干燥获得乙醇酸产品。
6、优选地，步骤(1)中含草酸水相电解液中草酸浓度为0.05～5mol/l。
7、优选地，步骤(1)的电解液中草酸浓度较低时加入0.1～5mol/l硫酸或者高氯酸作为添加剂。
8、优选地，步骤(1)中反应温度为20～80℃。
9、优选地，步骤(1)电解池电解电流密度在5～500ma/cm2，总电解电量为每摩尔草酸2～8f，f为法拉第常数。
10、优选地，步骤(1)的催化剂为负载金属氧化物的纳米碳材料，催化剂负载量在0.5～10mg/cm2。
11、上述催化剂具体为负载金属氧化物的纳米碳材料，材料中的金属氧化物为铅、锡、钽、锆、铌、钒、铬、钛、铪氧化物中的一种或多种，作为载体的纳米碳材料为活性炭、碳黑、碳纳米管、石墨烯、多孔纳米碳球、介孔碳、碳纳米纤维的一种。
12、本发明第二个方面公开了上述负载金属氧化物的纳米碳材料的制备方法，包括以下步骤：
13、s1：使用过硫酸铵对纳米碳载体进行氧化处理，得到表面被含氧基团功能化的纳米碳材料；使用乙醇作为溶剂，将金属氧化物的前驱体溶于其中制成金属盐溶液备用；
14、s2：将s1中所制得的1g纳米碳材料和1～20ml金属盐溶液进行混合；之后，对混合物依次进行超声震荡、真空烘焙和氩气保护下400～500℃焙烧2～5h的处理，得到负载金属氧化物的纳米碳材料。
15、本发明与现有技术相比，具有乙醇酸收率高、能量消耗低、对环境影响小河反应条件温和的特点，是一种极具潜力的乙醇酸生产路线。
1.一种由草酸电催化加氢制备乙醇酸的方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种由草酸电催化加氢制备乙醇酸的方法，其特征在于，步骤(1)中含草酸水相电解液中草酸浓度为0.05～5mol/l。
3.根据权利要求2所述的一种由草酸电催化加氢制备乙醇酸的方法，其特征在于，步骤(1)的电解液中加入0.1～5mol/l硫酸或者高氯酸作为添加剂。
4.根据权利要求1所述的一种由草酸电催化加氢制备乙醇酸的方法，其特征在于，步骤(1)中反应温度为20～80℃。
5.根据权利要求1所述的一种由草酸电催化加氢制备乙醇酸的方法，其特征在于，步骤(1)电解池电解电流密度在5～500ma/cm2，总电解电量为每摩尔草酸2～8f，f为法拉第常数。
6.根据权利要求1所述的一种由草酸电催化加氢制备乙醇酸的方法，其特征在于，步骤(1)的催化剂为负载金属氧化物的纳米碳材料，催化剂负载量在0.5～10mg/cm2。
7.如权利要求6所述的负载金属氧化物的纳米碳材料，其特征在于，材料中的金属氧化物为铅、锡、钽、锆、铌、钒、铬、钛、铪氧化物中的一种或多种，作为载体的纳米碳材料为活性炭、碳黑、碳纳米管、石墨烯、多孔纳米碳球、介孔碳、碳纳米纤维的一种。
8.如权利要求7所述负载金属氧化物的纳米碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：