活性炭負載氧化物催化劑生產乳酸乙酯

從環境和工業角度來看，開發用于將生物質轉化為高價值化學品和材料的新型活性炭多相催化劑具有吸引力。然而從生物質資源生產化學品(如乳酸及其酯、乳酸烷基酯)日益增長的工業興趣引起了廣泛關注，因為它們被認為是當今很有前途的結構單元單體和綠色溶劑之一。乳酸可用作多種下游化學品(例如丙烯酸和丙二醇)的構建塊分子，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。本次研究活性炭負載的錫和鋅氧化物催化劑，用于將丙糖、己糖和木質纖維素生物質水解物溶液轉化為乳酸乙酯。

活性炭負載氧化錫和氧化鋅催化劑

本研究的主要目的是生產活性炭基多相催化劑，用于盡可能高效和選擇性地從木質纖維素前體材料生產乳酸乙酯。活性炭載體具有大表面積、高孔體積、表面官能團誘導的酸堿特性和相對較高的機械強度，因此它們已經應用于特定的生物質價值化過程。作為活性炭催化劑載體的前體，水解木質素(生物質水解產生的廢物部分)被使用并用硝酸處理改性以含有氧官能團。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、己糖和木質纖維素生物質水解物的模型溶液轉化為乳酸乙酯，通過測試驗證乳酸乙酯的產率。

丙糖轉化

二羥基丙酮的轉化是通過在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進行的。反應器系統中160℃時反應溶液的壓力約為10bar。使用活性炭載氧化錫催化劑在1小時內實現了DHA的完全轉化，當DHA轉化15分鐘后，乳酸乙酯的選擇性和產率>99%將近100%。4小時后，活性炭載氧化鋅催化劑的DHA轉化率為92%，乳酸乙酯的產率為52%，與載氧化錫活性炭催化劑相比，反應速度要慢得多。在我們的研究中，DHA完全轉化為乳酸乙酯(>99%)是在1小時內用錫催化劑實現的，但是，必須注意反應條件，即本研究中的溫度更高。據說路易斯酸與布朗斯臺德酸位點的組合提高了轉化的活性和選擇性。