Productieproces van 2,5-furandicarbonzuur (FDCA) door middel van chemische oxidatiemethode

2,5-furandicarbonzuur (FDCA) is een opkomende biogebaseerde platformverbinding in de bloeiende ontwikkeling van groene chemie en materiaalkunde. Het is een groene vervanger voor tereftaalzuur (PTA). FDCA erft de uitstekende eigenschappen van PTA. , geeft het materiaal ook nieuwe eigenschappen van reproduceerbaarheid en biologische afbreekbaarheid. Onder hen heeft de chemische oxidatiemethode, als een belangrijke manier om FDCA te bereiden, veel aandacht getrokken vanwege de hoge efficiëntie en controleerbaarheid ervan.

1. De kern van het bereiden van FDCA via de chemische oxidatiemethode is het gebruik van een oxidatiemiddel om het belangrijkste tussenproduct 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) te oxideren tot FDCA onder invloed van een katalysator. In dit proces zijn de selectie van het oxidatiemiddel, het ontwerp van de katalysator en de optimalisatie van de reactieomstandigheden sleutelfactoren die de opbrengst, selectiviteit en kosten bepalen.

2. Bij chemische oxidatiemethoden omvatten algemeen gebruikte oxidatiemiddelen zuurstof, waterstofperoxide, kaliumpermanganaat, enz. Zuurstof heeft als milieuvriendelijk en economisch oxidatiemiddel aanzienlijke voordelen bij de industriële productie. Omdat het oxiderende vermogen van zuurstof relatief zwak is, moet het gewoonlijk worden gebruikt in combinatie met een efficiënte katalysator om een ​​efficiënte omzetting van HMF in FDCA te bereiken.

3. Katalysatoren spelen een cruciale rol bij chemische oxidatiemethoden. Ze kunnen de activeringsenergie van de oxidatiereactie verminderen en de reactiesnelheid verhogen. Ze kunnen ook selectief de vorming van doelproducten bevorderen en de vorming van bijproducten remmen, waardoor de productkwaliteit wordt verbeterd. selectiviteit en zuiverheid. Momenteel hebben onderzoekers een verscheidenheid aan katalysatoren ontwikkeld voor de bereiding van FDCA, waaronder metaaloxiden (zoals vanadium, molybdeen, wolfraamoxiden), edelmetaalkatalysatoren (zoals platina, palladium, ruthenium, enz.) en niet-metaalkatalysatoren (zoals zoals op koolstof gebaseerde katalysatoren), hebben deze katalysatoren hun eigen kenmerken en vertonen ze verschillende katalytische eigenschappen onder verschillende reactieomstandigheden.

4. Naast de selectie van oxidatiemiddelen en katalysatoren is ook de optimalisatie van de reactieomstandigheden de sleutel tot het bereiken van een efficiënte bereiding van FDCA. Dit omvat de controle van factoren zoals reactietemperatuur, druk, oplosmiddelkeuze en reactietijd. Door deze parameters systematisch aan te passen, kunnen de opbrengst en selectiviteit van FDCA worden gemaximaliseerd, terwijl de productiekosten en het energieverbruik worden verlaagd.