活性炭負(fù)載氧化物催化劑生產(chǎn)乳酸乙酯

從環(huán)境和工業(yè)角度來看，開發(fā)用于將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高價值化學(xué)品和材料的新型活性炭多相催化劑具有吸引力。然而從生物質(zhì)資源生產(chǎn)化學(xué)品(如乳酸及其酯、乳酸烷基酯)日益增長的工業(yè)興趣引起了廣泛關(guān)注，因為它們被認(rèn)為是當(dāng)今很有前途的結(jié)構(gòu)單元單體和綠色溶劑之一。乳酸可用作多種下游化學(xué)品(例如丙烯酸和丙二醇)的構(gòu)建塊分子，可用于聚酯、碳酸酯和聚氨酯以及聚(乳酸)塑料，乳酸烷基酯可用作生物基、可再生、可生物降解的綠色溶劑。本次研究活性炭負(fù)載的錫和鋅氧化物催化劑，用于將丙糖、己糖和木質(zhì)纖維素生物質(zhì)水解物溶液轉(zhuǎn)化為乳酸乙酯。

活性炭負(fù)載氧化錫和氧化鋅催化劑

本研究的主要目的是生產(chǎn)活性炭基多相催化劑，用于盡可能高效和選擇性地從木質(zhì)纖維素前體材料生產(chǎn)乳酸乙酯�；钚蕴枯d體具有大表面積、高孔體積、表面官能團(tuán)誘導(dǎo)的酸堿特性和相對較高的機械強度，因此它們已經(jīng)應(yīng)用于特定的生物質(zhì)價值化過程。作為活性炭催化劑載體的前體，水解木質(zhì)素(生物質(zhì)水解產(chǎn)生的廢物部分)被使用并用硝酸處理改性以含有氧官能團(tuán)。通過浸漬法制備了活性炭載體上的錫或鋅氧化物。活性炭催化劑用于將丙糖、己糖和木質(zhì)纖維素生物質(zhì)水解物的模型溶液轉(zhuǎn)化為乳酸乙酯，通過測試驗證乳酸乙酯的產(chǎn)率。

丙糖轉(zhuǎn)化

二羥基丙酮的轉(zhuǎn)化是通過在160℃的氮氣下以600rpm混合，在使用0.1g催化劑載氧化錫活性炭或載氧化鋅活性炭和0.2gDHA進(jìn)行的。反應(yīng)器系統(tǒng)中160℃時反應(yīng)溶液的壓力約為10bar。使用活性炭載氧化錫催化劑在1小時內(nèi)實現(xiàn)了DHA的完全轉(zhuǎn)化，當(dāng)DHA轉(zhuǎn)化15分鐘后，乳酸乙酯的選擇性和產(chǎn)率>99%將近100%。4小時后，活性炭載氧化鋅催化劑的DHA轉(zhuǎn)化率為92%，乳酸乙酯的產(chǎn)率為52%，與載氧化錫活性炭催化劑相比，反應(yīng)速度要慢得多。在我們的研究中，DHA完全轉(zhuǎn)化為乳酸乙酯(>99%)是在1小時內(nèi)用錫催化劑實現(xiàn)的，但是，必須注意反應(yīng)條件，即本研究中的溫度更高。據(jù)說路易斯酸與布朗斯臺德酸位點的組合提高了轉(zhuǎn)化的活性和選擇性。