2,5-Furadikarboksyylihapon (FDCA) valmistusprosessi kemiallisella hapetusmenetelmällä

2,5-furaanikarboksyylihappo (FDCA) on nouseva biopohjainen alustayhdiste vihreän kemian ja materiaalitieteen kukoistavassa kehityksessä. Se on tereftaalihapon (PTA) vihreä korvike. FDCA perii PTA:n erinomaiset ominaisuudet. , antaa materiaalille myös uusia toistettavuuden ja biohajoavuuden ominaisuuksia. Niistä kemiallinen hapetusmenetelmä, joka on tärkeä tapa valmistaa FDCA:ta, on herättänyt paljon huomiota sen korkean tehokkuuden ja hallittavuuden ansiosta.

1. FDCA:n valmistuksen kemiallisella hapetusmenetelmällä ydin on käyttää hapetinta avainvälituotteen 5-hydroksimetyylifurfuraalin (HMF) hapettamiseksi FDCA:ksi katalyytin vaikutuksesta. Tässä prosessissa hapettimen valinta, katalyytin suunnittelu ja reaktio-olosuhteiden optimointi ovat avaintekijöitä, jotka määräävät saannon, selektiivisyyden ja hinnan.

2. Kemiallisissa hapetusmenetelmissä yleisesti käytettyjä hapettimia ovat happi, vetyperoksidi, kaliumpermanganaatti jne. Happella on ympäristöystävällisenä ja taloudellisena hapettimena merkittäviä etuja teollisessa tuotannossa. Koska hapen hapetuskyky on suhteellisen heikko, sitä on tavallisesti käytettävä yhdessä tehokkaan katalyytin kanssa HMF:n tehokkaan konversion saavuttamiseksi FDCA:ksi.

3. Katalyytit ovat tärkeässä asemassa kemiallisissa hapetusmenetelmissä. Ne voivat vähentää hapetusreaktion aktivointienergiaa ja lisätä reaktionopeutta. Ne voivat myös selektiivisesti edistää kohdetuotteiden muodostumista ja estää sivutuotteiden muodostumista, mikä parantaa tuotteen laatua. selektiivisyys ja puhtaus. Tällä hetkellä tutkijat ovat kehittäneet erilaisia ​​katalyyttejä FDCA:n valmistukseen, mukaan lukien metallioksidit (kuten vanadiini, molybdeeni, volframioksidit), jalometallikatalyytit (kuten platina, palladium, rutenium jne.) ja ei-metallikatalyytit (kuten esim. hiilipohjaisina katalyytteinä), näillä katalyyteillä on omat ominaisuutensa ja niillä on erilaisia ​​katalyyttisiä ominaisuuksia erilaisissa reaktio-olosuhteissa.

4. Hapettimien ja katalyyttien valinnan lisäksi myös reaktio-olosuhteiden optimointi on avain FDCA:n tehokkaan valmistuksen saavuttamiseksi. Tämä sisältää tekijöiden, kuten reaktiolämpötilan, paineen, liuottimen valinnan ja reaktioajan, ohjauksen. Säätämällä näitä parametreja systemaattisesti FDCA:n saanto ja selektiivisyys voidaan maksimoida ja samalla vähentää tuotantokustannuksia ja energiankulutusta.