Herstellungsverfahren von 2,5-Furandicarbonsäure (FDCA) durch chemische Oxidationsmethode

2,5-Furandicarbonsäure (FDCA) ist eine aufstrebende biobasierte Plattformverbindung in der boomenden Entwicklung der grünen Chemie und Materialwissenschaft. Es ist ein grüner Ersatz für Terephthalsäure (PTA). FDCA erbt die hervorragenden Eigenschaften von PTA. verleiht dem Material außerdem neue Eigenschaften der Reproduzierbarkeit und biologischen Abbaubarkeit. Unter diesen hat die chemische Oxidationsmethode als wichtige Methode zur Herstellung von FDCA aufgrund ihrer hohen Effizienz und Kontrollierbarkeit große Aufmerksamkeit auf sich gezogen.

1. Der Kern der Herstellung von FDCA durch chemische Oxidationsmethode besteht darin, ein Oxidationsmittel zu verwenden, um das Schlüsselzwischenprodukt 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) unter Einwirkung eines Katalysators zu FDCA zu oxidieren. In diesem Prozess sind die Auswahl des Oxidationsmittels, das Design des Katalysators und die Optimierung der Reaktionsbedingungen Schlüsselfaktoren, die Ausbeute, Selektivität und Kosten bestimmen.

2. Bei chemischen Oxidationsverfahren werden häufig Sauerstoff, Wasserstoffperoxid, Kaliumpermanganat usw. als Oxidationsmittel verwendet. Sauerstoff hat als umweltfreundliches und wirtschaftliches Oxidationsmittel erhebliche Vorteile in der industriellen Produktion. Da die Oxidationsfähigkeit von Sauerstoff relativ schwach ist, muss er normalerweise in Verbindung mit einem effizienten Katalysator verwendet werden, um eine effiziente Umwandlung von HMF in FDCA zu erreichen.

3. Katalysatoren spielen bei chemischen Oxidationsverfahren eine entscheidende Rolle. Sie können die Aktivierungsenergie der Oxidationsreaktion verringern und die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen. Sie können zudem gezielt die Bildung von Zielprodukten fördern und die Bildung von Nebenprodukten hemmen und so die Produktqualität verbessern. Selektivität und Reinheit. Derzeit haben Forscher eine Vielzahl von Katalysatoren für die FDCA-Herstellung entwickelt, darunter Metalloxide (wie Vanadium, Molybdän, Wolframoxide), Edelmetallkatalysatoren (wie Platin, Palladium, Ruthenium usw.) und Nichtmetallkatalysatoren (wie Als Katalysatoren auf Kohlenstoffbasis haben diese Katalysatoren ihre eigenen Eigenschaften und zeigen unter verschiedenen Reaktionsbedingungen unterschiedliche katalytische Eigenschaften.

4. Neben der Auswahl der Oxidationsmittel und Katalysatoren ist auch die Optimierung der Reaktionsbedingungen der Schlüssel zur effizienten Herstellung von FDCA. Dazu gehört die Kontrolle von Faktoren wie Reaktionstemperatur, Druck, Lösungsmittelauswahl und Reaktionszeit. Durch die systematische Anpassung dieser Parameter können die Ausbeute und Selektivität von FDCA maximiert und gleichzeitig die Produktionskosten und der Energieverbrauch gesenkt werden.