Процесс производства 2,5-фурандикарбоновой кислоты (FDCA) методом химического окисления

2,5-Фурандикарбоновая кислота (FDCA) представляет собой новое соединение на биологической основе, ставшее частью бурно развивающейся зеленой химии и материаловедения. Это зеленый заменитель терефталевой кислоты (ПТА). FDCA унаследовал превосходные свойства PTA. , также наделяет материал новыми свойствами воспроизводимости и биоразлагаемости. Среди них метод химического окисления, как важный способ получения ФДХК, привлек большое внимание благодаря своей высокой эффективности и управляемости.

1. Суть получения FDCA методом химического окисления заключается в использовании окислителя для окисления ключевого промежуточного продукта 5-гидроксиметилфурфурола (HMF) в FDCA под действием катализатора. В этом процессе выбор окислителя, конструкция катализатора и оптимизация условий реакции являются ключевыми факторами, определяющими выход, селективность и стоимость.

2. В методах химического окисления обычно используются окислители: кислород, перекись водорода, перманганат калия и др. Кислород, как экологически чистый и экономичный окислитель, имеет значительные преимущества в промышленном производстве. Поскольку окислительная способность кислорода относительно слаба, его обычно необходимо использовать в сочетании с эффективным катализатором для достижения эффективного превращения HMF в FDCA.

3. Катализаторы играют жизненно важную роль в методах химического окисления. Они способны снизить энергию активации реакции окисления и увеличить скорость реакции. Они также могут избирательно способствовать образованию целевых продуктов и ингибировать образование побочных продуктов, тем самым улучшая качество продукта. избирательность и чистота. В настоящее время исследователи разработали множество катализаторов для получения FDCA, включая оксиды металлов (таких как ванадий, молибден, оксиды вольфрама), катализаторы из благородных металлов (таких как платина, палладий, рутений и т. д.) и неметаллические катализаторы (такие как как катализаторы на основе углерода), эти катализаторы имеют свои собственные характеристики и проявляют разные каталитические свойства в разных условиях реакции.

4. Помимо выбора окислителей и катализаторов, оптимизация условий реакции также является ключом к достижению эффективного получения FDCA. Это включает в себя контроль таких факторов, как температура реакции, давление, выбор растворителя и время реакции. Систематически регулируя эти параметры, можно максимизировать выход и селективность FDCA при одновременном снижении производственных затрат и энергопотребления.