Furfurol homogén ruthénium katalizált hidrogénezésének reakciókinetikai vizsgálata
Az egyre szigorodó szén-dioxid kibocsátási előírások és a rohamosan növekvő vegyipari nyersanyagigények miatt szükségessé vált a fosszilis energiahordozók felhasználásának újragondolása. Emiatt a biomassza és az abból előállítható platform molekulák (furfurol, 5-hidroximetilfurfurol, levulinsav, γ-valerolakton) iránti érdeklődés az elmúlt években jelentősen megnőtt, mivel ezen anyagok alkalmasak bioüzemanyagok és más vegyipari alapanyagok előállítására. Ezáltal lehetőség nyílhat a fosszilis energiahordozókat és a belőlük nyerhető alapvegyületek részleges, vagy teljes, megújuló forrásból származó alternatívával történő helyettesítésére.
A furfurol (FAL) egy 5 szénatomos platform molekula, amit a lignocellulózban található hemicellulóz savas hidrolízisén keresztül lehet előállítani. Belőle katalitikus hidrogénezéssel furfuril-alkohol (FOL) nyerhető, amelynek számos felhasználása lehetséges, mint például polimerek és illatanyagok előállítása, gyógyszeripari köztitermékek szintézise vagy oldószerként való alkalmazása.
Kutatási témám célja a furfurol furfuril-alkohollá történő szelektív hidrogénezésének kinetikai vizsgálata volt, ami által lehetőség nyílik a reakció optimalizálására és egy lehetséges üzem folyamatszimulátorokban történő részletesebb vizsgálatára. A reakciót a kutatócsoport által kidolgozott nagy hatékonyságú és szelektivitású ruthénium(III)-acetilacetát/1,4-bisz(difenilfoszfino)bután (DPPB) homogén-katalizátorrendszerrel végeztem, ami lehetővé teszi a reakció segédoldószer-mentes kivitelezését.
Kutatómunkám során részletesen megvizsgáltam a keverőfordulatszám, a nyomás, a hőmérséklet, a katalizátor koncentráció, a fém:ligandum arány és a kiindulási termék koncentráció hatását a reakciósebességre (1. ábra).
Előadásomban bemutatom az eredményeim alapján javasolt kinetikai modellt, amely egy autokatalitikus reakciót feltételez, továbbá részletesen ismertetem a fenti paraméterek hatását a termékképződésre.
szerző
-
Árvai Csaba
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Mika László Tamás
egyetemi tanár, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék -
Dr. Horváth Attila
egyetemi tanár, Pécsi Tudományegyetem, Természettudományi Kar (külső)
