تولید 5-هیدروکسی متیل فورفورال از فروکتوز با استفاده از کاتالیزور نانوآلومینای سولفونه شده

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان-اصفهان -ایران

3 دانشکده شیمی دانشگاه اصفهان- اصفهان- ایران

چکیده

در این مقاله تبدیل فروکتوز به عنوان مشتقی از زیست توده به ترکیب 5-هیدروکسی تیل فورفورال با استفاده از کاتالیزور آلومینای سولفونه شده بررسی شده است. جهت تهیه کاتالیزورها، γ-Al2O3 و nano-γ-Al2O3 توسط کلرو سولفونیک اسید، سولفونه شدند. کاتالیزورهای تولید شده توسط روش‌های FT-IR، TEM، SEM، BET و TGA شناسایی شد. در این پژوهش تأثیر پارامترهایی مانند نوع کاتالیزور، نوع حلال، مدت زمان واکنش و غلظت فروکتوز مصرفی بر تولید HMF مورد بررسی قرار گرفت. از این میان γ-Al2O3-SO3H بهترین کاتالیزوردمای 130 درجه بهترین دما و 4 ساعت بهترین مدت زمان بود. بهترین راندمان در شرایط بهینه 78 درصد بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Production of 5-hydroxymethylfurfural from fructose by using sulfated nano alumina

نویسندگان [English]

  • Alireza Najafi Chermahini 1
  • Sonia Fattahi 2
  • Fariborz Momenbeik 3
2 Department of Chemistry, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
3 Department of Chemistry, University of Isfahan, Isfahan, Iran
چکیده [English]

In the present paper, conversion of biomass derived fructose to 5-hydroxymethyl furfural by using sulfated alumina and sulfated nano alumina has been investigated. Preparation of catalysts achieved by sulfonation of Al2O3 and nano-Al2O3 by chlorosulfonic acid. Then, the prepared catalysts were characterized by using BET, SEM, TEM, FT-IR, and TGA techniques. The effect of various parameters such as catalyst type, catalyst loading, solvent, reaction time, reaction temperature and fructose concentration was examined. The best results obtained by using Al2O3-SO3H as the catalyst, the optimum temperature was 130 oC and 4 hours for the reaction time. The maximum 5-HMF yield was obtained 78%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 5-hydroxymethylfurfural
  • Sulfated alumina
  • Biomass
  • Catalyst
[1] D. L. Klass, Biomass for Renewable Energy and Fuels.Encyclopedia of Energy. Elsevier, Inc. (2004) 193.
[2] S. Belyani1, M. Behzad, and F. Tamaddon, J. Appl. Chem. 8 (2014) 15.
[3] B. Kamm, Angew. Chem. Int. Ed. 46 (2007) 5056.
[4] Y. Román-Leshkov, C. J. Barrett, Z. Y. Liu, and J. A. Dumesic Nature, 447 (2007) 982.
[5] F. Yang, Q. Liu, X. Bai, and Y. Du Bioresour. Technol.102 (2011) 3424.
[6] X. Kong, Y. Zhu, H. Zheng, F. Dong, Y. Zhu, and Y. W. Li, RSC Advances 4 (2014) 60467.
[7] M. Chidambaram, and A. T. Bell, Green Chem. 12 (2010) 125.
[8] D. Zhang, and M. Dumont, J Polym. Sci A1, 55 (2017) 1478
[9] C. B. Rasrendra, J. N. M. Soetedjo, I. G. B. N. Makertihartha, S. Adisasmito, and H. J. Heeres, Top. Catal. 55 (2012) 7
[10] G. Tian, X. Tong, Y. Cheng, and S. Xue, Carbohydr. Res. 370 (2013) 33.
[11] A. Osatiashtiani, A. F. Lee, K. Wilson, G. Morales, and J. A. Melero, Catal Sci. Technol. 4 (2014) 333
[12] J. He, Y. Zhang, and E. Y. X. Chen, ChemSusChem, 6 (2013) 61.
[13] Y. Y. Lee, and K. C. W. Wu, Phys. Chem. Chem. Phys. 14 (2012) 13914
[14] H. Hafizi, A. N. Chermahini, M Saraji and G. Mohammadnezhad, Chem. Eng. J. 294 (2016) 380.
[15] A. N. Chermahini, F. Shahangi, H.A. Dabbagh, and M. Saraji, RSC Advances 6 (2016) 33804.
[16] A.N. Chermahini, and M Nazeri Fuel Process. Technol. 167 (2017) 442.
[17] Z. Khoshkhan, and M. Salehi, J. Appl. Chem. 8 (2014) 31.
]18[ فیروزی، مهزاد; نوری، آزیتا; نوزاد گلی کند، احمد، مجله شیمی کاربردی، شماره 42 (1396) ص 23.