Fremstillingsproces af 2,5-furandicarboxylsyre (FDCA) ved kemisk oxidationsmetode

2,5-furandicarboxylsyre (FDCA) er en ny biobaseret platformsforbindelse i den blomstrende udvikling af grøn kemi og materialevidenskab. Det er en grøn erstatning for terephthalsyre (PTA). FDCA arver PTA's fremragende egenskaber. , giver også materialet nye egenskaber for reproducerbarhed og biologisk nedbrydelighed. Blandt dem har den kemiske oxidationsmetode, som en vigtig måde at fremstille FDCA på, tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af dens høje effektivitet og kontrollerbarhed.

1. Kernen i at fremstille FDCA ved kemisk oxidationsmetode er at bruge en oxidant til at oxidere nøglemellemproduktet 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) til FDCA under påvirkning af en katalysator. I denne proces er valget af oxidant, design af katalysator og optimering af reaktionsbetingelser nøglefaktorer, der bestemmer udbytte, selektivitet og omkostninger.

2. I kemiske oxidationsmetoder omfatter almindeligt anvendte oxidanter oxygen, hydrogenperoxid, kaliumpermanganat osv. Ilt, som et miljøvenligt og økonomisk oxidationsmiddel, har betydelige fordele i industriel produktion. Da oxygens oxidationsevne er relativt svag, skal den normalt bruges sammen med en effektiv katalysator for at opnå effektiv omdannelse af HMF til FDCA.

3. Katalysatorer spiller en afgørende rolle i kemiske oxidationsmetoder. De kan reducere aktiveringsenergien af ​​oxidationsreaktionen og øge reaktionshastigheden. De kan også selektivt fremme dannelsen af ​​målprodukter og hæmme dannelsen af ​​biprodukter og derved forbedre produktkvaliteten. selektivitet og renhed. På nuværende tidspunkt har forskere udviklet en række forskellige katalysatorer til FDCA-fremstilling, herunder metaloxider (såsom vanadium, molybdæn, wolframoxider), ædelmetalkatalysatorer (såsom platin, palladium, ruthenium osv.) og ikke-metalkatalysatorer (f.eks. som kulstofbaserede katalysatorer) har disse katalysatorer deres egne karakteristika og udviser forskellige katalytiske egenskaber under forskellige reaktionsbetingelser.

4. Ud over udvælgelsen af ​​oxidanter og katalysatorer er optimering af reaktionsbetingelser også nøglen til at opnå effektiv fremstilling af FDCA. Dette inkluderer styring af faktorer som reaktionstemperatur, tryk, opløsningsmiddelvalg og reaktionstid. Ved systematisk at justere disse parametre kan udbyttet og selektiviteten af ​​FDCA maksimeres og samtidig reducere produktionsomkostninger og energiforbrug.