Produksjonsprosess av 2,5-furandikarboksylsyre (FDCA) ved kjemisk oksidasjonsmetode

2,5-furandikarboksylsyre (FDCA) er en fremvoksende biobasert plattformforbindelse i den blomstrende utviklingen av grønn kjemi og materialvitenskap. Det er en grønn erstatning for tereftalsyre (PTA). FDCA arver de utmerkede egenskapene til PTA. , gir også materialet nye egenskaper for reproduserbarhet og biologisk nedbrytbarhet. Blant dem har kjemisk oksidasjonsmetode, som en viktig måte å forberede FDCA på, tiltrukket seg mye oppmerksomhet på grunn av sin høye effektivitet og kontrollerbarhet.

1. Kjernen i å tilberede FDCA ved kjemisk oksidasjonsmetode er å bruke et oksidasjonsmiddel for å oksidere nøkkelmellomproduktet 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) til FDCA under påvirkning av en katalysator. I denne prosessen er valg av oksidant, design av katalysator og optimalisering av reaksjonsbetingelser nøkkelfaktorer som bestemmer utbytte, selektivitet og kostnad.

2. I kjemiske oksidasjonsmetoder inkluderer ofte brukte oksidanter oksygen, hydrogenperoksid, kaliumpermanganat, etc. Oksygen, som et miljøvennlig og økonomisk oksidasjonsmiddel, har betydelige fordeler i industriell produksjon. Siden oksidasjonsevnen til oksygen er relativt svak, må den vanligvis brukes sammen med en effektiv katalysator for å oppnå effektiv konvertering av HMF til FDCA.

3. Katalysatorer spiller en viktig rolle i kjemiske oksidasjonsmetoder. De kan redusere aktiveringsenergien til oksidasjonsreaksjonen og øke reaksjonshastigheten. De kan også selektivt fremme dannelsen av målprodukter og hemme dannelsen av biprodukter, og dermed forbedre produktkvaliteten. selektivitet og renhet. For tiden har forskere utviklet en rekke katalysatorer for FDCA-fremstilling, inkludert metalloksider (som vanadium, molybden, wolframoksider), edelmetallkatalysatorer (som platina, palladium, rutenium, etc.) og ikke-metallkatalysatorer (som f.eks. som karbonbaserte katalysatorer), har disse katalysatorene sine egne egenskaper og utviser forskjellige katalytiske egenskaper under forskjellige reaksjonsbetingelser.

4. I tillegg til valg av oksidanter og katalysatorer, er optimalisering av reaksjonsforholdene også nøkkelen til å oppnå effektiv fremstilling av FDCA. Dette inkluderer kontroll av faktorer som reaksjonstemperatur, trykk, løsningsmiddelvalg og reaksjonstid. Ved å systematisk justere disse parameterne kan utbyttet og selektiviteten til FDCA maksimeres samtidig som produksjonskostnadene og energiforbruket reduseres.