Proces proizvodnje 2,5-furandikarboksilne kiseline (FDCA) metodom kemijske oksidacije

2,5-furandikarboksilna kiselina (FDCA) je bio-bazirani platformski spoj u nastajanju u naglom razvoju zelene kemije i znanosti o materijalima. To je zelena zamjena za tereftalnu kiselinu (PTA). FDCA nasljeđuje izvrsna svojstva PTA. , također daje materijalu nova svojstva ponovljivosti i biorazgradljivosti. Među njima, metoda kemijske oksidacije, kao važan način pripreme FDCA, privukla je veliku pozornost zbog svoje visoke učinkovitosti i mogućnosti upravljanja.

1. Srž pripreme FDCA metodom kemijske oksidacije je korištenje oksidansa za oksidaciju ključnog međuprodukta 5-hidroksimetilfurfurala (HMF) u FDCA pod djelovanjem katalizatora. U ovom procesu, izbor oksidansa, dizajn katalizatora i optimizacija reakcijskih uvjeta ključni su čimbenici koji određuju prinos, selektivnost i cijenu.

2. U metodama kemijske oksidacije, uobičajeno korišteni oksidansi uključuju kisik, vodikov peroksid, kalijev permanganat, itd. Kisik, kao ekološki prihvatljiv i ekonomičan oksidans, ima značajne prednosti u industrijskoj proizvodnji. Budući da je oksidacijska sposobnost kisika relativno slaba, obično ga je potrebno koristiti zajedno s učinkovitim katalizatorom kako bi se postigla učinkovita pretvorba HMF-a u FDCA.

3. Katalizatori igraju vitalnu ulogu u metodama kemijske oksidacije. Oni mogu smanjiti aktivacijsku energiju reakcije oksidacije i povećati brzinu reakcije. Oni također mogu selektivno pospješiti stvaranje ciljanih proizvoda i inhibirati stvaranje nusproizvoda, čime se poboljšava kvaliteta proizvoda. selektivnost i čistoća. Trenutačno su istraživači razvili razne katalizatore za pripremu FDCA, uključujući metalne okside (kao što su oksidi vanadija, molibdena, volframa), katalizatore plemenitih metala (kao što su platina, paladij, rutenij, itd.) i nemetalne katalizatore (kao što su kao katalizatori na bazi ugljika), ovi katalizatori imaju svoje karakteristike i pokazuju različite katalitička svojstva pod različitim reakcijskim uvjetima.

4. Uz izbor oksidansa i katalizatora, optimizacija reakcijskih uvjeta također je ključ za postizanje učinkovite pripreme FDCA. To uključuje kontrolu faktora kao što su temperatura reakcije, tlak, odabir otapala i vrijeme reakcije. Sustavnim podešavanjem ovih parametara, prinos i selektivnost FDCA mogu se maksimizirati uz istovremeno smanjenje troškova proizvodnje i potrošnje energije.