Výrobný proces kyseliny 2,5-furandikarboxylovej (FDCA) metódou chemickej oxidácie

Kyselina 2,5-furandikarboxylová (FDCA) je vznikajúca biologická platforma v rýchlom vývoji zelenej chémie a materiálovej vedy. Je to zelená náhrada kyseliny tereftalovej (PTA). FDCA dedí vynikajúce vlastnosti PTA. , tiež dodáva materiálu nové vlastnosti reprodukovateľnosti a biologickej odbúrateľnosti. Spomedzi nich metóda chemickej oxidácie, ako dôležitý spôsob prípravy FDCA, pritiahla veľkú pozornosť vďaka svojej vysokej účinnosti a kontrolovateľnosti.

1. Základom prípravy FDCA metódou chemickej oxidácie je použitie oxidačného činidla na oxidáciu kľúčového medziproduktu 5-Hydroxymetylfurfuralu (HMF) na FDCA pôsobením katalyzátora. V tomto procese sú výber oxidantu, návrh katalyzátora a optimalizácia reakčných podmienok kľúčovými faktormi, ktoré určujú výťažok, selektivitu a cenu.

2. V metódach chemickej oxidácie bežne používané oxidanty zahŕňajú kyslík, peroxid vodíka, manganistan draselný atď. Kyslík ako ekologické a ekonomické oxidačné činidlo má významné výhody v priemyselnej výrobe. Pretože oxidačná schopnosť kyslíka je relatívne slabá, zvyčajne je potrebné ho použiť v spojení s účinným katalyzátorom, aby sa dosiahla účinná konverzia HMF na FDCA.

3. Katalyzátory hrajú zásadnú úlohu v metódach chemickej oxidácie. Môžu znížiť aktivačnú energiu oxidačnej reakcie a zvýšiť rýchlosť reakcie. Môžu tiež selektívne podporovať tvorbu cieľových produktov a inhibovať tvorbu vedľajších produktov, čím zlepšujú kvalitu produktu. selektivita a čistota. V súčasnosti výskumníci vyvinuli rôzne katalyzátory na prípravu FDCA, vrátane oxidov kovov (ako je vanád, molybdén, oxidy volfrámu), katalyzátorov ušľachtilých kovov (ako je platina, paládium, ruténium atď.) a nekovových katalyzátorov (ako napr. ako katalyzátory na báze uhlíka), tieto katalyzátory majú svoje vlastné charakteristiky a vykazujú rôzne katalytické vlastnosti za rôznych reakčných podmienok.

4. Okrem výberu oxidantov a katalyzátorov je kľúčom k dosiahnutiu efektívnej prípravy FDCA aj optimalizácia reakčných podmienok. To zahŕňa kontrolu faktorov, ako je reakčná teplota, tlak, výber rozpúšťadla a reakčný čas. Systematickou úpravou týchto parametrov možno maximalizovať výťažok a selektivitu FDCA a zároveň znížiť výrobné náklady a spotrebu energie.