Конверсія <em>D</em>-фруктози в етиллактат на SnO<sub>2</sub>-вмісних каталізаторах
Дослідження спрямовано на пошук ефективних каталізаторів одержання етиллактату з фруктози як поновлювальної сировини. Методом просочування різних носіїв синтезовано серію SnO2-вмісних каталізаторів для трансформації 13 % розчину фруктози в 98 % етанолі при 160 °С протягом 3 год в стаціонарних умова...
Saved in:
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine
2019-02-01
|
| Series: | Хімія, фізика та технологія поверхні |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/495 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1849731963133362176 |
|---|---|
| author | S. V. Prudius N. M. Vyslogusova V. V. Brei |
| author_facet | S. V. Prudius N. M. Vyslogusova V. V. Brei |
| author_sort | S. V. Prudius |
| collection | DOAJ |
| description |
Дослідження спрямовано на пошук ефективних каталізаторів одержання етиллактату з фруктози як поновлювальної сировини. Методом просочування різних носіїв синтезовано серію SnO2-вмісних каталізаторів для трансформації 13 % розчину фруктози в 98 % етанолі при 160 °С протягом 3 год в стаціонарних умовах з застосуванням автоклавів (60 об/хв). Продукти реакції аналізували за допомогою методу 13С ЯМР спектроскопії. Наведено текстурні характеристики, сила і концентрація кислотних та осн?вних центрів синтезованих змішаних оксидів. Всі зразки характеризуються розвиненою поверхнею – 90–380 м2/г, достатньо великим об’ємом пор – 0.5–0.95 см3/г та широким розподілом пор за діаметром – 10–20 нм. Показано, що на кислотних SnO2 та SnO2/SiO2 оксидах спостерігається дегідратація фруктози до 5-гідроксиметилфурфуролу, левулінової та мурашиної кислот та їх естерів. Осн?вний 10SnO2/MgO-ZrO2 змішаний оксид сприяє конверсії фруктози в бік утворення 1-гідрокси-2-бутанонів, гідроксиацетону, етилпропіонату та етилформіату. Зразки SnO2/ZrO2-TiO2 каталізують дегідратацію фруктози з конверсією більш ніж 90 %, в результаті якої майже з 77-90 % селективністю утворюється 5-гідроксиметилфурфурол. Нанесення SnO2 на Al2O3 призводить до значного підвищення виходу цільового продукту – етиллактату. Так, 20SnO2/Al2O3 каталізатор забезпечує 97 % конверсію фруктози з 49 % виходом етиллактату. Знайдено, що допування SnO2/Al2O3 іонами цинку призводить до утворення на поверхні змішаного оксиду слабких осн?вних центрів з H0max =+7.2. При цьому на каталізаторі 10SnO2-5ZnO/Al2O3 підвищується селективність утворення етиллактату до 56 % при 100 % конверсії фруктози. Обговорюється схема перетворення фруктози до етиллактату на кислотних IVSn4+ L-центрах. Одержані результаті свідчать, що реакцію альдольної деконденсації фруктози, як першу стадію утворення етиллактату, каталізують кислотні IVSn4+ L-центри. Також ці центри ініціюють ізомеризацію геміацеталю піровиноградного альдегіду до етиллактату.
|
| format | Article |
| id | doaj-art-e62ecaf670984ade85bb22b6f0111b55 |
| institution | DOAJ |
| issn | 2079-1704 2518-1238 |
| language | English |
| publishDate | 2019-02-01 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine |
| record_format | Article |
| series | Хімія, фізика та технологія поверхні |
| spelling | doaj-art-e62ecaf670984ade85bb22b6f0111b552025-08-20T03:08:22ZengChuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of UkraineХімія, фізика та технологія поверхні2079-17042518-12382019-02-0110110.15407/hftp10.01.067Конверсія <em>D</em>-фруктози в етиллактат на SnO<sub>2</sub>-вмісних каталізаторахS. V. Prudius0N. M. Vyslogusova1V. V. Brei2Інститут сорбції та проблем ендоекології Національної академії наук УкраїниІнститут сорбції та проблем ендоекології Національної академії наук УкраїниІнститут сорбції та проблем ендоекології Національної академії наук України Дослідження спрямовано на пошук ефективних каталізаторів одержання етиллактату з фруктози як поновлювальної сировини. Методом просочування різних носіїв синтезовано серію SnO2-вмісних каталізаторів для трансформації 13 % розчину фруктози в 98 % етанолі при 160 °С протягом 3 год в стаціонарних умовах з застосуванням автоклавів (60 об/хв). Продукти реакції аналізували за допомогою методу 13С ЯМР спектроскопії. Наведено текстурні характеристики, сила і концентрація кислотних та осн?вних центрів синтезованих змішаних оксидів. Всі зразки характеризуються розвиненою поверхнею – 90–380 м2/г, достатньо великим об’ємом пор – 0.5–0.95 см3/г та широким розподілом пор за діаметром – 10–20 нм. Показано, що на кислотних SnO2 та SnO2/SiO2 оксидах спостерігається дегідратація фруктози до 5-гідроксиметилфурфуролу, левулінової та мурашиної кислот та їх естерів. Осн?вний 10SnO2/MgO-ZrO2 змішаний оксид сприяє конверсії фруктози в бік утворення 1-гідрокси-2-бутанонів, гідроксиацетону, етилпропіонату та етилформіату. Зразки SnO2/ZrO2-TiO2 каталізують дегідратацію фруктози з конверсією більш ніж 90 %, в результаті якої майже з 77-90 % селективністю утворюється 5-гідроксиметилфурфурол. Нанесення SnO2 на Al2O3 призводить до значного підвищення виходу цільового продукту – етиллактату. Так, 20SnO2/Al2O3 каталізатор забезпечує 97 % конверсію фруктози з 49 % виходом етиллактату. Знайдено, що допування SnO2/Al2O3 іонами цинку призводить до утворення на поверхні змішаного оксиду слабких осн?вних центрів з H0max =+7.2. При цьому на каталізаторі 10SnO2-5ZnO/Al2O3 підвищується селективність утворення етиллактату до 56 % при 100 % конверсії фруктози. Обговорюється схема перетворення фруктози до етиллактату на кислотних IVSn4+ L-центрах. Одержані результаті свідчать, що реакцію альдольної деконденсації фруктози, як першу стадію утворення етиллактату, каталізують кислотні IVSn4+ L-центри. Також ці центри ініціюють ізомеризацію геміацеталю піровиноградного альдегіду до етиллактату. https://cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/495SnO2-вмісні каталізаторифруктозаетиллактат5-гідроксиметилфурфурол |
| spellingShingle | S. V. Prudius N. M. Vyslogusova V. V. Brei Конверсія <em>D</em>-фруктози в етиллактат на SnO<sub>2</sub>-вмісних каталізаторах Хімія, фізика та технологія поверхні SnO2-вмісні каталізатори фруктоза етиллактат 5-гідроксиметилфурфурол |
| title | Конверсія <em>D</em>-фруктози в етиллактат на SnO<sub>2</sub>-вмісних каталізаторах |
| title_full | Конверсія <em>D</em>-фруктози в етиллактат на SnO<sub>2</sub>-вмісних каталізаторах |
| title_fullStr | Конверсія <em>D</em>-фруктози в етиллактат на SnO<sub>2</sub>-вмісних каталізаторах |
| title_full_unstemmed | Конверсія <em>D</em>-фруктози в етиллактат на SnO<sub>2</sub>-вмісних каталізаторах |
| title_short | Конверсія <em>D</em>-фруктози в етиллактат на SnO<sub>2</sub>-вмісних каталізаторах |
| title_sort | конверсія em d em фруктози в етиллактат на sno sub 2 sub вмісних каталізаторах |
| topic | SnO2-вмісні каталізатори фруктоза етиллактат 5-гідроксиметилфурфурол |
| url | https://cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/495 |
| work_keys_str_mv | AT svprudius konversíâemdemfruktozivetillaktatnasnosub2subvmísnihkatalízatorah AT nmvyslogusova konversíâemdemfruktozivetillaktatnasnosub2subvmísnihkatalízatorah AT vvbrei konversíâemdemfruktozivetillaktatnasnosub2subvmísnihkatalízatorah |