Procédé de fabrication de l'acide 2, 5- Furandicarboxylique (FDCA) par méthode d'oxydation chimique

Acide 2,5-furandicarboxylique (FDCA) est un composé de plateforme biosourcé émergent dans le développement en plein essor de la chimie verte et de la science des matériaux. C'est un substitut vert à l'acide téréphtalique (PTA). Le FDCA hérite des excellentes propriétés du PTA. , confère également au matériau de nouvelles propriétés de reproductibilité et de biodégradabilité. Parmi elles, la méthode d’oxydation chimique, en tant que moyen important de préparer le FDCA, a attiré beaucoup d’attention en raison de sa grande efficacité et de sa contrôlabilité.

1. L'essentiel de la préparation du FDCA par méthode d'oxydation chimique consiste à utiliser un oxydant pour oxyder l'intermédiaire clé 5-Hydroxyméthylfurfural (HMF) en FDCA sous l'action d'un catalyseur. Dans ce procédé, la sélection de l'oxydant, la conception du catalyseur et l'optimisation des conditions de réaction sont des facteurs clés qui déterminent le rendement, la sélectivité et le coût.

2. Dans les méthodes d'oxydation chimique, les oxydants couramment utilisés comprennent l'oxygène, le peroxyde d'hydrogène, le permanganate de potassium, etc. L'oxygène, en tant qu'oxydant respectueux de l'environnement et économique, présente des avantages significatifs dans la production industrielle. Étant donné que la capacité oxydante de l’oxygène est relativement faible, il doit généralement être utilisé conjointement avec un catalyseur efficace pour obtenir une conversion efficace du HMF en FDCA.

3. Les catalyseurs jouent un rôle essentiel dans les méthodes d'oxydation chimique. Ils peuvent réduire l'énergie d'activation de la réaction d'oxydation et augmenter la vitesse de réaction. Ils peuvent également favoriser sélectivement la formation de produits cibles et inhiber la formation de sous-produits, améliorant ainsi la qualité du produit. sélectivité et pureté. À l'heure actuelle, les chercheurs ont développé une variété de catalyseurs pour la préparation du FDCA, notamment des oxydes métalliques (tels que les oxydes de vanadium, de molybdène et de tungstène), des catalyseurs à base de métaux nobles (tels que le platine, le palladium, le ruthénium, etc.) et des catalyseurs non métalliques (tels que comme les catalyseurs à base de carbone), ces catalyseurs ont leurs propres caractéristiques et présentent des propriétés catalytiques différentes dans différentes conditions de réaction.

4. Outre la sélection des oxydants et des catalyseurs, l’optimisation des conditions de réaction est également la clé pour parvenir à une préparation efficace du FDCA. Cela inclut le contrôle de facteurs tels que la température de réaction, la pression, la sélection du solvant et le temps de réaction. En ajustant systématiquement ces paramètres, le rendement et la sélectivité du FDCA peuvent être maximisés tout en réduisant les coûts de production et la consommation d'énergie.