การสังเคราะห์ 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอฟูรัลจากน้ำตาลกลูโคสโดยใช้อนุภาคซิลิกาที่มีรูพรุนแบบเดนไดรต์ที่ติดหมู่ฟังก์ชั่นเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาอนุภาคซิลิกาที่มีรูพรุนแบบเดนไดรต์ (DMSNs) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสังเคราะห์ 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอฟูรัล (5-HMF) จากน้ำตาลกลูโคส โดยศึกษาการปรับแต่งพื้นผิวของ DMSNs ด้วยการกัดกร่อนด้วยกรดไฮโดรคลอริก ตรึงด้วยกรดฟอสโฟทังสติก (PTA) และการใส่โครเมียม(III)คลอไรด์เฮกสะไฮเดรต (CrCl3·6H2O) เพื่อเพิ่มค่าความเป็นกรดและปรับปรุงการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา การทดลองจะดำเนินการภายใต้ระบบไฮโดรเทอร์มอล โดยมีศึกษาการทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 140°C 160°C และ 180°C ซึ่งเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พบการเพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์ข้างเคียง เช่น กรดฟอร์มิก (FA) และกรดเลวูลินิก (LA) ทำให้ประสิทธิภาพของการเกิดปฏิกิริยาลดลง นอกจากนี้การใช้ CrCl3·6H2O เป็นตัวร่วมเร่งปฏิกิริยาพบว่าการปรับอัตราส่วน Glucose: Cr3+ 1:0.1 ที่ 160°C ให้ค่าร้อยละผลได้ของ 5-HMF สูงสุดร้อยละ 13.1 ผลการทดลองชี้ให้เห็นว่าการปรับแต่งพื้นผิวของ DMSNs และการควบคุมเงื่อนไขของปฏิกิริยามีบทบาทสำคัญต่อประสิทธิภาพการสังเคราะห์ 5-HMF จากน้ำตาลกลูโคส การศึกษาเพิ่มเติมสามารถมุ่งเน้นไปที่การออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อลดผลิตภัณฑ์ข้างเคียงและเพิ่มร้อยละการเกิดปฏิกิริยาเพื่อให้กระบวนการสังเคราะห์มีเสถียรภาพมากขึ้น
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
Akinjokun, A. I., Ojumu, T.V. and Ogunfowokan, A.O. (2016). Biomass, Abundant Resources for Synthesis of Mesoporous Silica Material. In Microporous Mesoporous Materials. London: IntechOpen. pp. 103 -117.
Arif, P., Lukman, A., Mardi, S., Juhana, J. and Hamid, I. (2022). Utilization of mesoporous phosphotungstic acid in nanocellulose membranes for direct methanol fuel cells. RSC Advances 12: 14411 - 14421.
Chareonlimkun, A., Champreda, V., Shotipruk, A. and Laosiripojana, N. (2010). Reactions of C5 and C6-Sugars, Cellulose and Lignocellulose under Hot Compressed Water (HCW) in the Presence of Heterogeneous Acid Catalysts. Fuel 89(10): 2873 - 2880.
Chen, D., Liang, F., Feng, D., Xian, M., Zhang, H., Liu, H. and Du, F. (2016). An efficient route from reproducible glucose to 5-Hydroxymethylfurfural catalyzed by porous coordination polymer heterogeneous catalysts. Chemical Engineering Journal 300(15): 177 - 184.
Jiao, J., Fu, J., Wei, Y., Zhao, Z., Duan, A., Xu, Ch., Li, J., Song, H., Zheng, P., Wang, X., Yang, Y., Liu, Y. (2017). Al-modified dendritic mesoporous silica nanospheres-supported NiMo catalysts for the selective hydrodesulfurization of 4,6-dimethyl dibenzothiophene: Efficient accessibility of active sites by stable metal-support interaction. Journal of Catalysis 356: 269 – 282.
Jiménez-Morales, I., Moreno-Recio, M., Santamaría-González, J., Maireles-Torres, P. and Jiménez-López, A. (2015). Production of 5-hydroxymethylfurfural from glucose using aluminium doped MCM-41 silica as acid catalyst. Applied Catalysis B: Environmental 164: 70 - 76.
Khoonsap, S., Buengkitcharoen, L., Thongnoppakhun, N., Amnuaypanich, S., Thongnoppakhun, N., Patdhanagul, N., Suthirakun, S., Sukpattanacharoen, Ch., Amnuaypanich, S. (2023). Synergistic effect of silanols in mesopores leading to unexpected catalysis of dendritic mesoporous silica particles in the aqueous-phase synthesis of 5-hydroxymethylfurfural from fructose. Chemical Engineering Journal 477: 147074.
Li, X., Peng, K., Liu, X. and Xia, Q. (2017). Comprehensive understanding the role of Brønsted and Lewis acid sites in glucose conversion to 5-hydromethylfurfural. ChemCatChem 9: 2739 – 2746. doi: 10.10 02/cctc.201601203.
Liu, S., Shang, D., Wang, H. and Wu, J. (2022). Novel solid acid catalyst for the production of
-hydroxymethylfurfural with fructose dehydration. Bio-Medical Materials and Engineering 33(6): 477 - 489.
Naowanon, W., Chueachot, R., Klinsrisuk, S. and Amnuaypanich, S. (2018). Biphasic synthesis of amine-functionalized mesoporous silica nanospheres (MSN-NH₂) and its application for removal of ferrous (Fe²⁺) and copper (Cu²⁺) ions. Powder Technology 323: 548 - 557.
Rosatella, A., Simeonov, S., Fradea, R. and Afonso, C. (2011). 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) as a building block platform: Biological properties, synthesis and synthetic applications. Green Chemistry 13(4): 754 - 793.
Tempelman, C. H. L., Oozeerally, R. and Degirmenci, V. (2021). Heterogeneous Catalysts for the Conversion of Glucose into 5-Hydroxymethyl Furfural. Catalysts 11(7): 861.
Tosi, I., Elliot, S. G., Jessen, B.M., Riisager, A., Taarning, E. and Meier, S. (2019). Uncharted pathways for CrCl3 catalyzed glucose conversion in aqueous solution. Topics in Catalysis 62(7-11): 669 - 677.
Zhang, C., Qi, S., Meng, J. and Chen, X. (2021). Selective and efficient extraction of heparin by arginine-functionalized flowered mesoporous silica nanoparticles with high capacity. Separation and Purification Technology 275: 119321.
