2, 5- Furandikarboksilik asitin (FDCA) kimyasal oksidasyon yöntemiyle üretim süreci

2,5-Furandikarboksilik Asit (FDCA) yeşil kimya ve malzeme biliminin hızla gelişmesinde ortaya çıkan biyo bazlı bir platform bileşiğidir. Tereftalik asitin (PTA) yeşil bir alternatifidir. FDCA, PTA'nın mükemmel özelliklerini miras alır. , aynı zamanda malzemeye yeniden üretilebilirlik ve biyolojik olarak parçalanabilirlik gibi yeni özellikler de kazandırır. Bunlar arasında FDCA hazırlamanın önemli bir yolu olan kimyasal oksidasyon yöntemi, yüksek verimliliği ve kontrol edilebilirliği nedeniyle büyük ilgi görmüştür.

1. FDCA'yı kimyasal oksidasyon yöntemiyle hazırlamanın özü, bir katalizörün etkisi altında anahtar ara madde 5-Hidroksimetilfurfural'ı (HMF) FDCA'ya oksitlemek için bir oksidan kullanmaktır. Bu süreçte oksidan seçimi, katalizör tasarımı ve reaksiyon koşullarının optimizasyonu verimi, seçiciliği ve maliyeti belirleyen temel faktörlerdir.

2. Kimyasal oksidasyon yöntemlerinde yaygın olarak kullanılan oksidanlar arasında oksijen, hidrojen peroksit, potasyum permanganat vb. yer alır. Çevre dostu ve ekonomik bir oksidan olarak oksijenin endüstriyel üretimde önemli avantajları vardır. Oksijenin oksitleme yeteneği nispeten zayıf olduğundan, HMF'nin FDCA'ya etkili bir şekilde dönüştürülmesini sağlamak için genellikle etkili bir katalizörle birlikte kullanılması gerekir.

3. Katalizörler kimyasal oksidasyon yöntemlerinde hayati bir rol oynarlar. Oksidasyon reaksiyonunun aktivasyon enerjisini azaltabilir ve reaksiyon hızını artırabilirler. Ayrıca hedef ürünlerin oluşumunu seçici olarak teşvik edebilir ve yan ürünlerin oluşumunu engelleyebilir, böylece ürün kalitesini artırabilirler. seçicilik ve saflık. Şu anda araştırmacılar, FDCA hazırlanması için metal oksitler (vanadyum, molibden, tungsten oksitler gibi), soy metal katalizörler (platin, paladyum, rutenyum vb. gibi) ve metal olmayan katalizörler (örneğin, Karbon bazlı katalizörler olarak), bu katalizörler kendi özelliklerine sahiptir ve farklı reaksiyon koşulları altında farklı katalitik özellikler sergilerler.

4. Oksidanların ve katalizörlerin seçimine ek olarak reaksiyon koşullarının optimizasyonu da FDCA'nın verimli bir şekilde hazırlanmasının anahtarıdır. Buna reaksiyon sıcaklığı, basınç, solvent seçimi ve reaksiyon süresi gibi faktörlerin kontrolü de dahildir. Bu parametrelerin sistematik olarak ayarlanmasıyla FDCA'nın verimi ve seçiciliği en üst düzeye çıkarılırken üretim maliyetleri ve enerji tüketimi de azaltılabilir.