Гідрогеноліз глюкози до пропіленгліколю на Cu-Cr2O3/Al2O3 каталізаторі
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2025.02.073Ключові слова:
пропіленгліколь, глюкоза, гідрогеноліз, Cu-вмісні каталізатори, регенерація каталізаторівАнотація
На сьогодні гідрогеноліз поновлювальних С6 карбогідратів розглядають як альтернативний спосіб одержання С2-3 поліолів. Досліджено гідрогеноліз 10%-го розчину глюкози у 60%-му метанолі на нанесеному Cu-Cr2O3/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі за температури 180 °С під тиском 4,0 МПа Н2 за цільовою реакцією С6Н12О6 + 4Н2 = 2С3Н8О2 + 2Н2О. Показано, що застосування метанольного розчину глюкози дає можливість вдвічі підвищити продуктивність каталізатора за пропіленгліколем — до 1,6 ммоль/(гкат · год), порівняно з показником, отриманим у досліді з 10%-м водним розчином глюкози. Це пов’язано з більшою на два порядки розчинністю водню в метанолі, ніж у воді. Також використання глюкозо-метанол-водного розчину дає змогу значно збільшити час стабільної роботи каталізатора — до принаймні 20 год проти 8 год для водних розчинів. Розроблено двостадійний спосіб регенерації відпрацьованого каталізатора шляхом його промивання 60%-м метанолом за температури 120 °С з подальшим відновленням за температури 200 °С.
Завантаження
Посилання
Okolie, J. A. (2022). Insights on production mechanism and industrial applications of renewable propylene glycol. iScience, 25, Iss. 9, 104903. https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.104903
Kirk—Othmer (1980). Encyclopedia of chemical technology. 4th ed. Vol. 12. New York: Wiley.
Baniamerian, H., Høj, M., Beier, M. J. & Jensen, A. D. (2023). Catalytic conversion of sugars and polysaccharides to glycols: A review. Appl. Catal. B: Environ., 330, 122650. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122650
Yazdani, P., Wang, B., Du, Y., Kawi, S. & Borgna, A. (2017). Lanthanum oxycarbonate modified Cu/Al2O3 catalysts for selective hydrogenolysis of glucose to propylene glycol: base site requirements. Catal. Sci. Technol., 7, pp. 4680-4690. https://doi.org/10.1039/C7CY01571B
Yazdani, P., Wang, B., Rimaz, S., Kawi, S. & Borgna, A. (2019). Glucose hydrogenolysis over Cu-La2O3/Al2O3: Mechanistic insights. Mol. Catal., 466, pp. 138-145. https://doi.org/10.1016/j.mcat.2018.12.016.
Liu C., Shang Y., Wang S., Liu X., Wang X., Gui J., Zhang C., Zhu Y., Li Y. (2020). Boron oxide modified bifunctional Cu/Al2O3 catalysts for the selective hydrogenolysis of glucose to 1,2-propanediol. Mol. Catal., 485, 10514. https://doi.org/10.1016/j.mcat.2019.110514
Aho A., Engblom S., Eränen K., Russo V., Mäki-Arvela P., Kumar N., Wärnå J., Salmi T. & Murzin D. Yu. (2021). Glucose transformations over a mechanical mixture of ZnO and Ru/C catalysts: Product distribution, thermodynamics and kinetics. Chem. Eng. J., 405, 126945. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126945
Horbaniuk, I. S., Trachevkuy, V. V. & Brei, V. V. (2024). Hydrogenolysis of glucose in aqueous solution into propylene glycol on copper-containing catalysts. Theor. Exp. Chem., 60 No. 3, pp 202-207. https://doi. org/10.1007/s11237-025-09822-2
Young, C. L. (Ed.). (1981). Solubility data series. Vol. 5/6. Hydrogen and deuterium. Oxford: Pergamon Press Ltd.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
