سدیم هیدروژلیزر سوربیتول به گلیکول‌ها

اکسید از رفتار لیتیک ذرات RU پشتیبانی می‌کند. نتایج مشخص‌سازی نشان داد که کاتالیزور Ru/Al۲O۳ دارای اسیدیته سطحی بالا، گونه‌های Ru/Al نسبی اکسید شده روی سطح، و نسبت اتمی Ru/Al سطح بالاتری است که بالاترین گزینش‌پذیری و عملکرد را به گلیکول‌ها می‌دهد. 

سدیم هیدروژلیزر سوربیتول به گلیکول‌ها با کاتالیزور‌های روتونیوم پشتیبانی می‌شود 

زیست توده لیگنوسلولزی یک ماده خام مهم به دلیل فراوانی، در دسترس بودن و ماهیت تجدیدپذیر آن است. ماده اولیه لیگنوسلولزی از کربوهیدرات‌های ساختاری، سلولز (۵۰-۳۸ درصد) و همی سلولز (۳۲-۲۳ درصد) و لیگنین پلیمری معطر (۲۵-۱۵ درصد) تشکیل شده است. سلولز در حال حاضر در صنایع کاغذ، نساجی و چوب استفاده می‌شود. چندین فرآیند کاتالیزوری برای تبدیل سلولز در یک مرحله به مواد شیمیایی با ارزش افزوده بالا مانند قند‌ها و الکل‌ها مانند سوربیتول یا پلی‌ال‌های مشتق شده با اتم‌های کربن کمتر در حال توسعه هستند.

در حال حاضر سوربیتول به صورت صنعتی از هیدروژنه کردن گلوکز با کاتالیزور‌های Raney Ni بدست می‌آید. سلولز به گلوکز هیدرولیز می‌شود که به نوبه خود در حضور یک کاتالیزور فلزی پشتیبانی شده به سوربیتول کاهش می‌یابد. سوربیتول یکی از ده بلوک ساختمانی مرتبط مشتق شده از زیست توده است زیرا بسیاری از محصولات با ارزش افزوده بالا را می‌توان از آن استخراج کرد، در میان واکنش‌های ممکن برای ارزش‌آوری سوربیتول، ما در اینجا روی مسیر هیدروژنولیز برای تولید گلیکول‌ها، عمدتاً ۱، ۲-پروپیلن (۱، ۲-PG) و‌اتیلن گلیکول (EG)، که هر دو کالا‌های مهم هستند، تمرکز کردیم.

آن‌ها به طور گسترده‌ای به عنوان ضد یخ، روان‌کننده‌ها، سیالات هیدرولیک، مونومر‌ها برای ترموپلاستیک‌ها و همچنین در صنعت دارؤسازی استفاده می‌شوند. در حال حاضر، ۱، ۲-PG و EG پتروشیمی هستند زیرا به ترتیب از هیدرولیز اکسید پروپیلن و اکسید‌اتیلن تولید می‌شوند. در نتیجه، هیدروژنولیز سوربیتول یک جایگزین جالب تجدیدپذیر برای تولید این مواد شیمیایی است. 

هیدروژنولیز سوربیتول با واکنش هیدروژن زدایی برای ایجاد آلدوز و کتوز و به دنبال آن تراکم رتروآلدول، که در محیط پایه مورد علاقه است، برای تولید ترکیبات کربونیل مانند گلیسرآلدئید و گلیکول آلدئید شروع می‌شود. هیدروژناسیون دومی منجر به تشکیل انتخابی گلیکول‌ها (۱، ۲-PG و EG) می‌شود. کینان گزارش داد که مکانیسم رتروآلدول برای توضیح توزیع محصول ناکافی است، در حالی که مکانیسم دکربونیلاسیون می‌تواند گزینش‌پذیری بریدگی C-C را توضیح دهد. هیدروژنولیز سوربیتول نیاز به استفاده از کاتالیزور‌های مبتنی بر Ni یا Ru-R تحت فشار بالا H۲ و استفاده از پروموتر‌های اساسی دارد. گزینش‌پذیری گلیکول‌ها با حضور یک پروموتر پایه افزایش می‌یابد، اما مشکلات تجزیه سریع و جداسازی محصول گلیکول رخ می‌دهد. 

هیدروژنولیز سوربیتول

بسیاری از تحقیقاتی که تا به امروز در مورد هیدروژنولیز سوربیتول گزارش شده است، بر تأثیر نوع کاتالیزور فلزی و شرایط واکنش بر رفتار کاتالیزوری متمرکز شده است. سوهونلوس و همکاران در کار پیشگام خود هیدروژنولیز سوربیتول را با Ru/SiO۲ به عنوان کاتالیزور توصیف کردند و آن‌ها گزینش‌پذیری کلی گلیکول ۵۰% را در ۴۸۳ K، ۸. ۰ مگاپاسکال H۲ و pH = ۱۲. ۵ گزارش کردند. در یک محیط خنثی، کاهش دما منجر به افزایش گزینش‌پذیری می‌شود که عمدتاً گلیسرول و ۱، ۲-PG می‌دهد. 

سان و همکارانش واکنش هیدروژنولیز زایلیتول را روی کاتالیزور‌های Ru پشتیبانی شده در ۴۷۳K و ۴. ۰ مگاپاسکال H۲ مورد مطالعه قرار دادند. این نویسندگان اثرات حمایت‌کننده و پروموتر پایه را بر عملکرد کاتالیزوری بررسی کردند و ۲۰% تبدیل زایلیتول و گزینش‌پذیری ۵۰% به گلیکول‌ها را در حضور یک پروموتر اساسی Ca(OH)۲ بدست آوردند. فعالیت و گزینش‌پذیری به فشار H۲، دمای واکنش و pH بستگی دارد. افزودن Ce به کاتالیزور‌های Ni/Al۲O۳ تأثیر قابل توجهی بر رفتار کاتالیزوری هیدروژنولیز سوربیتول برای تولید گلیکول نشان داد. گزینش‌پذیری گلیکول بالاتر از ۴۰ درصد برای تبدیل کامل سوربیتول در ۴۹۳ کلوین تحت ۷ مگاپاسکال H۲ و پس از ۸ ساعت واکنش در محیط پایه گزارش شد. 

نتیجه‌گیری 

حمایت بر خواص فیزیکوشیمیایی کاتالیزور‌های Ru پشتیبانی شده و فعالیت کاتالیزوری آن‌ها تأثیر دارد. کاتالیزور Ru/Al۲O۳ تهیه شده توسط اشباع، بیشترین گزینش‌پذیری و عملکرد را به گلیکول‌ها نشان داد. تحت شرایط واکنش مورد استفاده (۴۹۳ K، ۴ مگاپاسکال H۲ و بدون پروموتر پایه)، غلظت سطحی هر دو محل اسید و گونه‌های نیمه اکسید شده Ru خواص مربوطه بودند که گزینش‌پذیری بالایی به گلیکول‌ها داد. پراکندگی Ru برای تعیین عملکرد کاتالیزوری اهمیت کمتری داشت.