结构化催化剂用于从生物炼油原料中连续双相酸合成的结构化催化剂
Adarsh Patil1, Afnan Ahmad1, Maria Fernanda Neira D'Angelo1
1Chemical Reactor Engineering Laboratory, Sustainable Process Engineering, Department of Chemical Engineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology, Eindhoven 5600 MB, The Netherlands.
ACS sustainable chemistry & engineering
|October 31, 2025
概括
这项研究开发了稳定的TiO2涂层泡,用于高效地从生物质生产furfural. 这些异质的催化剂实现了高的选择性和生产力,推动了可持续的化学合成.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物质转换生物质转换
背景情况:
- 可持续的化学物质对于物质转型至关重要,基纤维素生物质提供了一种可再生能源.
- 不同质的催化剂比同质的催化剂更好,用于将西洛斯脱水到furfural,这是一个关键的平台化学物质.
- 开发高效和稳定的催化系统对于生物质价值化至关重要.
研究的目的:
- 为了研究使用3D开放细胞泡结构涂有二氧化 (TiO2) 作为异质催化剂的支持.
- 为了评估TiO2涂层泡的催化性能,用于从生物炼油厂水解物中进行双相furfural合成.
- 评估开发的催化系统的长期稳定性和质量传输特性.
主要方法:
- 通过浸泡涂层制造TiO2涂层的3D开放细胞泡.
- 涂层可重复性和机械稳定性的表征.
- 催化活性测试用于在170-190°C的温度下将西洛斯脱水转化为furfural.
- 评估大规模运输限制和使用sec-butylphenol作为有机提取剂的长期运行.
主要成果:
- TiO2涂层的泡表现出高的机械稳定性和可重复的涂层.
- 在170-190°C的温度下实现大约60-70%的furfural选择性,几乎完全转化为西洛斯.
- 提高了泡的质量运输特性,最大限度地减少了人体的形成.
- 用sec-butylphenol作为提取剂实现了超过36小时的长期运行.
- 在不同厚度的泡中证明没有质量转移限制.
- 获得的furfural生产率为5.8 × 10^-2 g_furfural g_cat^-1 min^-1,明显高于文献价值.
结论:
- 涂有TiO2的3D开放细胞泡是用于furfural合成中异质催化物的有效支持.
- 该系统表现出极好的催化活性,选择性和长期稳定性.
- 这种方法提供了一个有前途的途径,以高效和可持续的生产furfural从lignocellulosic生物质.
