Vitet e fundit, me mungesën në rritje të burimeve fosile dhe përkeqësimin e mjedisit jetësor njerëzor, përdorimi efikas dhe i qëndrueshëm i burimeve të rinovueshme si biomasa është bërë fokusi i kërkimit dhe vëmendjes së shkencëtarëve në mbarë botën. Acidi formik, një nga nënproduktet kryesore në biorefinim, ka karakteristikat e lirë dhe të lehtë për t'u marrë, jo toksik, me densitet të lartë energjie, i rinovueshëm dhe i degradueshëm, etj. Aplikimi i tij në përdorimin e energjisë së re dhe transformimin kimik jo vetëm që ndihmon në zgjerimin e mëtejshëm të fushës së aplikimit të acidit formik, por gjithashtu ndihmon në zgjidhjen e disa problemeve të zakonshme të pengesave në teknologjinë e ardhshme të biorefinimit. Ky punim shqyrtoi shkurtimisht historinë e kërkimit të përdorimit të acidit formik, përmblodhi përparimin më të fundit kërkimor të acidit formik si një reagent dhe lëndë e parë efikase dhe me shumë qëllime në sintezën kimike dhe shndërrimin katalitik të biomasës, dhe krahasoi dhe analizoi parimin bazë dhe sistemin katalitik. të përdorimit të aktivizimit të acidit formik për të arritur një konvertim efikas kimik. Theksohet se kërkimi i ardhshëm duhet të fokusohet në përmirësimin e efikasitetit të shfrytëzimit të acidit formik dhe realizimin e sintezës me selektivitet të lartë dhe të zgjerojë më tej fushën e aplikimit të tij mbi këtë bazë.
Në sintezën kimike, acidi formik, si një reagent multifunksional miqësor ndaj mjedisit dhe i rinovueshëm, mund të përdoret në procesin e konvertimit selektiv të grupeve të ndryshme funksionale. Si një reagent për transferimin e hidrogjenit ose agjent reduktues me përmbajtje të lartë hidrogjeni, acidi formik ka avantazhet e funksionimit të thjeshtë dhe të kontrollueshëm, kushteve të buta dhe selektivitetit të mirë kimik në krahasim me hidrogjenin tradicional. Përdoret gjerësisht në reduktimin selektiv të aldehideve, nitro, imineve, nitrileve, alkineve, alkeneve e kështu me radhë për të prodhuar alkoolet, aminet, alkenet dhe alkanet përkatëse. Dhe hidroliza dhe grupi funksional dembrojtja e alkooleve dhe epooksideve. Duke pasur parasysh faktin se acidi formik mund të përdoret gjithashtu si lëndë e parë C1, si një reagjent bazë shumë qëllimesh kyç, acidi formik mund të aplikohet gjithashtu për reduktimin e formilimit të derivateve të kinolinës, formilimin dhe metilimin e përbërjeve amine, karbonilimin e olefinës. dhe zvogëlimin e hidratimit të alkineve dhe reaksioneve të tjera tandem shumëfazore, që është një mënyrë e rëndësishme për të arritur sintezën e gjelbër efikase dhe të thjeshtë të organeve të imta dhe komplekse. molekulat. Sfida e këtyre proceseve është gjetja e katalizatorëve multifunksionalë me selektivitet dhe aktivitet të lartë për aktivizimin e kontrolluar të acidit formik dhe grupeve funksionale specifike. Përveç kësaj, studimet e fundit kanë treguar se përdorimi i acidit formik si lëndë e parë C1 gjithashtu mund të sintetizojë drejtpërdrejt kimikate të mëdha si metanoli me selektivitet të lartë përmes reaksionit të disproporcionit katalitik.
Në shndërrimin katalitik të biomasës, vetitë shumëfunksionale të acidit formik ofrojnë potencial për realizimin e proceseve të biorefinimit të gjelbër, të sigurt dhe me kosto efektive. Burimet e biomasës janë burimet alternative më të mëdha dhe më premtuese të qëndrueshme, por transformimi i tyre në forma burimesh të përdorshme mbetet një sfidë. Vetitë e acidit dhe vetitë e mira tretëse të acidit formik mund të aplikohen në procesin e paratrajtimit të lëndëve të para të biomasës për të realizuar ndarjen e përbërësve të lignocelulozës dhe nxjerrjen e celulozës. Krahasuar me sistemin tradicional të paratrajtimit të acidit inorganik, ai ka avantazhet e pikës së ulët të vlimit, ndarjes së lehtë, mungesës së joneve inorganike dhe pajtueshmërisë së fortë për reaksionet në rrjedhën e poshtme. Si një burim efikas hidrogjeni, acidi formik është studiuar gjerësisht dhe është aplikuar gjithashtu në përzgjedhjen e konvertimit katalitik të komponimeve të platformës së biomasës në kimikate me vlerë të lartë të shtuar, degradimin e linjinës në komponime aromatike dhe proceset e rafinimit të hidrodeoksidimit të vajit bio. Krahasuar me procesin tradicional të hidrogjenizimit të varur nga H2, acidi formik ka efikasitet të lartë të konvertimit dhe kushte të buta reagimi. Është i thjeshtë dhe i sigurt dhe mund të zvogëlojë në mënyrë efektive konsumin e materialit dhe energjisë së burimeve fosile në procesin përkatës të bio-rafinimit. Studimet e fundit kanë treguar se duke depolimerizuar linjinën e oksiduar në tretësirën ujore të acidit formik në kushte të buta, mund të përftohet një zgjidhje aromatike me peshë molekulare të ulët me një raport të peshës më të madhe se 60%. Ky zbulim inovativ sjell mundësi të reja për nxjerrjen e drejtpërdrejtë të kimikateve aromatike me vlerë të lartë nga linjina.
Në përmbledhje, acidi formik me bazë bio tregon një potencial të madh në sintezën organike të gjelbër dhe konvertimin e biomasës, dhe shkathtësia dhe shumëqëllimi i tij janë thelbësore për të arritur përdorimin efikas të lëndëve të para dhe selektivitetin e lartë të produkteve të synuara. Aktualisht, kjo fushë ka arritur disa arritje dhe është zhvilluar me shpejtësi, por ka ende një distancë të konsiderueshme nga aplikimi aktual industrial dhe nevojitet eksplorim i mëtejshëm. Hulumtimet e ardhshme duhet të fokusohen në aspektet e mëposhtme: (1) si të zgjidhen metalet aktive katalitike të përshtatshme dhe sistemet e reagimit për reaksione specifike; (2) si të aktivizohet në mënyrë efikase dhe të kontrollueshme acidi formik në prani të lëndëve të para dhe reagentëve të tjerë; (3) Si të kuptohet mekanizmi i reagimit të reaksioneve komplekse nga niveli molekular; (4) Si të stabilizohet katalizatori përkatës në procesin përkatës. Duke parë përpara për të ardhmen, bazuar në nevojat e shoqërisë moderne për mjedisin, ekonominë dhe zhvillimin e qëndrueshëm, kimia e acidit formik do të marrë gjithnjë e më shumë vëmendje dhe kërkime nga industria dhe akademia.
Koha e postimit: Dhjetor-19-2024