Кислотно-основні нанокаталізатори гідролізу компонентів біомаси у водному середовищі

Анотація

Синтезовано кислотно-основні нанокаталізатори на основі фосфорно-вольфрамової та фосфорно-молібденової гетерополікислот з привитими α-амінокислотами для процесу кислотного гідролізу біомаси у водному середовищі. Вивчено їх фізико-хімічні, структурноадсорбційні характеристики та каталітичні властивості при гідролізі компонентів біомаси в гідротермальних умовах. Методами ІЧ-спектроскопії встановлено наявність гетерополікислот та амінокислот в структурі новостворених гібридних матеріалів. Методом рентгенофлуоресцентного енергодисперсійного аналізу підтверджено наявність гетерополікислот в структурі отриманих кислотно-основних нанокаталізаторів. Визначено структурноадсорбційні характеристики синтезованих каталізаторів за допомогою адсорбції парів азоту при температурі рідкого азоту. Питома поверхня зразків на основі фосфорно-вольфрамової кислоти була в межах 600 м2/г, а для зразків з фосфорно-молібденовою гетерополікислотою – 200 м2/г. Ізотерми адсорбції–десорбції азоту синтезованих зразків відповідають матеріалам з мезопоруватою структурою з порами розміром 5–6 нм. Синтезовані кислотно-основні нанокаталізатори протестовані на прикладі гідролізу фруктози. Показано, що прививка α-амінокислот до гетерополікислотних каталізаторів впливає на вихід цільового продукту – 5-гідроксиметилфурфуролу. Його найкращий вихід (28,3 %) було отримано для каталізатора H3PW12O40/лізин. Крім того, при використанні каталізаторів з фосфорно-молібденовою гетерополікислотою з’являється велика кількість побічних продуктів реакції.