Valorization of furfural to fuel additives by aluminophosphate and metal-organic framework catalysts - Janejira Ratthiwal (Chulalongkorn University, 2022)
ในงานวิจัยนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิโนฟอสเฟต (APAl-A) และตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ที่ได้จากการเผาโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (C-MOFs) ได้ถูกเตรียมขึ้น โดยตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิโนฟอสเฟตได้รับอนุเคราะห์จากกลุ่มวิจัย FQM-383 ของ ศ.ดร. ราฟาเอล ลูเกะ ให้ชื่อตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิโนฟอสเฟตว่า APAl-X/Y-A-Z โดย X/Y เป็นอัตราส่วนของฟอสฟอรัสต่ออะลูมิเนียม และ Z เป็นอุณหภูมิการเผาในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา โดยปัจจัยทั้งสองถูกปรับเปลี่ยนเพื่อศึกษาถึงผลที่มีต่อคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น พื้นที่ผิวและตำแหน่งกรดบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา ในส่วนของวัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (MIL-101(Fe) และ MIL-125(Ti)) ถูกเตรียมด้วยวิธีโซลโวเทอร์มอล และตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ถูกเตรียมได้จากการเผาโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (C-MIL-101(Fe) and C-MIL-125(Ti)) โดยทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิโนฟอสเฟตและตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ถูกใช้ในการเร่งปฏิกิริยาอะซีตัลไลเซชันและปฏิกิริยาไฮโดรจีโนไลซิสตามลำดับ เฟอร์ฟิวรัลถูกใช้เป็นสารตั้งต้นในปฏิกิริยาในการเพิ่มมูลค่าชีวมวลและผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและสารตั้งต้นที่สามารถเปลี่ยนเป็นสารเคมีอื่นๆได้หลากหลาย สารเฟอร์ฟิวรัลไดเอทิลอะซีตัลเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่ผลิตได้จากปฏิกิริยาอะซีตัลไลเซชันของเฟอร์ฟิวรัลและเอทานอล โดยปฏิกิริยาอะซีตัลไลเซชันดังกล่าวถูกศึกษาในระบบแบบกะที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาของแข็งแขวนลอยอยู่ในระบบ ศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยา ซึ่งที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสเป็นอุณหภูมิที่เหมาะสม และตัวเร่งปฏิกิริยา APAl-85/15-A-773 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ว่องไวที่สุดในการเร่งปฏิกิริยาอะซีตัลไลเซชันในระบบกะ โดยให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนของเฟอร์ฟิวรัลสูงถึง ร้อยละ 89 และค่าร้อยละการเลือกเกิดของสารเฟอร์ฟิวรัลไดเอทิลอะซีตัล มากกว่า ร้อยละ 99 โดยตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ นอกจากนี้ปฏิกิริยาอะซีตัลไลเซชันยังได้ถูกศึกษาในระบบแบบไหลที่ให้สารตั้งต้นไหลผ่านตัวเร่งปฏิกิริยา APAl-85/15-A-773 ที่บรรจุอยู่กับที่ภายในระบบ โดยให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนของเฟอร์ฟิวรัลสูงถึง ร้อยละ 92 สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรจีโนไลซิสของเฟอร์ฟิวรัลและ 2-โพรพานอล จะให้ผลิตภัณฑ์เป็นเฟอร์ฟิวริลแอลกอฮอล์ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในสารผลิตสารเคมีอื่นๆ โดยปฏิกิริยาไฮโดรจีโนไลซิสถูกศึกษาในระบบแบบไหล โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ที่เตรียมได้จากการเผาโครงข่ายโลหะอินทรีย์ โดยตัวเร่งปฏิกิริยา C-MIL-125(Ti) ให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนของเฟอร์ฟิวรัลสูงถึง ร้อยละ 83 และค่าร้อยละการเลือกเกิดของสารเฟอร์ฟิวริลแอลกอฮอล์ เท่ากับ ร้อยละ 77