University of Oulu

5-Hydroksimetyylifurfuraalin valmistus biomassasta heterogeenisten katalyyttien avulla

Saved in:
Author: Lehtinen, Jatta1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Science, Chemistry
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.7 MB)
Pages: 50
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202105208007
Language: Finnish
Published: Oulu : J. Lehtinen, 2021
Publish Date: 2021-05-20
Thesis type: Master's thesis
Tutor: Kärkkäinen, Johanna
Lappalainen, Katja
Reviewer: Kärkkäinen, Johanna
Lappalainen, Katja
Description:

Tiivistelmä

HMF on monikäyttöinen kemikaali, jonka Yhdysvaltain energiaministeriö on luokitellut yhdeksi 12 tärkeimmästä biomassasta johdetusta avainkemikaalista. HMF toimii lähtöaineena monille kemikaaleille, joista valmistetaan muun muassa lääkeaineita, polymeerejä, hartseja, liuottimia, biopolttoaineita ja muita arvokkaita kemikaaleja. HMF:a voidaan valmistaa biomassasta katalysoidulla konversioreaktiolla.

Konversioreaktioiden katalyytteinä on yleensä käytetty homogeenisiä katalyyttejä, kuten mineraalihappoja, orgaanisia happoja ja Lewis-happoja. Nämä katalyytit ovat usein saastuttavia, aiheuttavat korroosiota ja niiden kierrätys on haastavaa. Homogeenisia katalyyttejä on siksi pyritty korvaamaan heterogeenisillä katalyyteillä, joilla näitä ongelmia voitaisiin välttää.

Tässä tutkielmassa tarkastellaan 5-hydroksimetyylifurfuraalin (HMF) valmistusta heterogeenisillä katalyyteillä katalysoiduilla konversioreaktioilla sokereista ja biomassoista. Tutkielmassa esitellään erilaisia hiilipohjaisia katalyytteja, zeoliitteja, metalliorgaanisia tukirankoja sekä metallioksidikatalyytteja. Samalla käydään läpi, millaisia saantoja katalyyteillä on onnistuttu saamaan eri lähtöaineilla, ja millaisia olosuhteita reaktioissa on käytetty parhaan HMF-saannon saavuttamiseksi.

Laboratoriokokeissa heterogeenisilla katalyyteilla on saatu biomassan konversioreaktioista HMF:ksi jopa parempia tuloksia kuin perinteisiä homogeenisia käyttämällä. Hyviä saantoja oli onnistuttu saamaan niin fruktoosin, glukoosin kuin biomassojenkin konversioreaktioissa. Heterogeenisten katalyyttien, kuten zeoliittien, Lewis- ja Brønsted-happoalueiden ansiosta myös glukoosin konversioreaktioissa voidaan saada korkeita saantoja HMF:lle. Heterogeenisia katalyytteja käyttämällä myös suurten hiilihydraattien, kuten selluloosan, konversioreaktiot on voitu tehdä lievemmissä olosuhteissa kuin homogeenisilla katalyyteillä.

see all

Subjects:
Copyright information: © Jatta Lehtinen, 2021. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.