Výrobní proces kyseliny 2,5-furandikarboxylové (FDCA) metodou chemické oxidace

2,5-Furandikarboxylová kyselina (FDCA) je nově vznikající bio-založená platformová sloučenina v rychle se rozvíjejícím vývoji zelené chemie a vědy o materiálech. Je to zelená náhražka kyseliny tereftalové (PTA). FDCA dědí vynikající vlastnosti PTA. , také dodává materiálu nové vlastnosti reprodukovatelnosti a biologické rozložitelnosti. Mezi nimi metoda chemické oxidace, jako důležitý způsob přípravy FDCA, přitahuje velkou pozornost díky své vysoké účinnosti a kontrolovatelnosti.

1. Jádrem přípravy FDCA metodou chemické oxidace je použití oxidačního činidla k oxidaci klíčového meziproduktu 5-Hydroxymethylfurfuralu (HMF) na FDCA působením katalyzátoru. V tomto procesu jsou klíčovými faktory, které určují výtěžek, selektivitu a cenu, výběr oxidantu, návrh katalyzátoru a optimalizace reakčních podmínek.

2. V chemických oxidačních metodách jsou běžně používanými oxidanty kyslík, peroxid vodíku, manganistan draselný atd. Kyslík jako ekologicky šetrný a ekonomický oxidant má významné výhody v průmyslové výrobě. Vzhledem k tomu, že oxidační schopnost kyslíku je relativně slabá, musí být obvykle použit ve spojení s účinným katalyzátorem, aby se dosáhlo účinné konverze HMF na FDCA.

3. Katalyzátory hrají zásadní roli v metodách chemické oxidace. Mohou snížit aktivační energii oxidační reakce a zvýšit rychlost reakce. Mohou také selektivně podporovat tvorbu cílových produktů a inhibovat tvorbu vedlejších produktů, čímž zlepšují kvalitu produktu. selektivita a čistota. V současné době výzkumníci vyvinuli různé katalyzátory pro přípravu FDCA, včetně oxidů kovů (jako je vanad, molybden, oxidy wolframu), katalyzátorů ušlechtilých kovů (jako je platina, palladium, ruthenium atd.) a nekovových katalyzátorů (např. jako katalyzátory na bázi uhlíku), tyto katalyzátory mají své vlastní charakteristiky a vykazují různé katalytické vlastnosti za různých reakčních podmínek.

4. Kromě výběru oxidantů a katalyzátorů je klíčem k dosažení účinné přípravy FDCA také optimalizace reakčních podmínek. To zahrnuje kontrolu faktorů, jako je reakční teplota, tlak, výběr rozpouštědla a reakční doba. Systematickou úpravou těchto parametrů lze maximalizovat výtěžnost a selektivitu FDCA a zároveň snížit výrobní náklady a spotřebu energie.