พฤติกรรมการเร่งปฏิกิริยาของโครเมียมที่ได้รับการเติมแต่งบนซีโอไลต์ ในการเปลี่ยนกลูโคสเป็น 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอฟูรอล

Abstract

          ในงานวิจัยนี้ศึกษาการเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนกลูโคสเป็น 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอฟูรอล ซึ่งเป็นสารตั้งต้น ที่ใช้ เป็นเชื้อเพลิง และวัสดุต่างๆ ในตัวกลางไดเมทิลซัลฟอกไซด์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ที่ได้รับการเติมแต่ง จากการศึกษาชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ที่มีตำแหน่งที่ว่องไวเป็นกรด พบว่าซีโอไลต์ชนิด HZSM-5 ให้ 5-ไฮดรอกซีเมทิล เฟอฟูรอลเป็นผลิตภัณฑ์สูงที่สุด ซึ่งเกิดขึ้นจากการเร่งปฏิกิริยาโดยตำแหน่งกรดชนิดบรอนสเตด ซึ่งอยู่บริเวณปากรูพรุน ของซีโอไลต์ เมื่อทาการเติมแต่งโครเมียมจานวน 1 เปอร์เซ็นต์ลงในตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 (1Cr/HZSM-5) พบว่าสามารถ เพิ่มปริมาณของ 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอฟูรอล เมื่อเปรียบเทียบกับ HZSM-5 ทั้ งนี้สันนิษฐานว่าโครเมียมบนซีโอไลต์สามารถเร่ง ปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันเปลี่ยนกลูโคสเป็นฟรุกโตส ซึ่งเป็นขั้นกาหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยา มากไปกว่านั้นโครเมียม ยังสามารถเร่งปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของฟรุกโตสเป็น 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอฟูรอลได้อีกด้วย           In this work, the catalytic conversion of glucose into 5-Hydroxymethylfurfural (HMF), a platform chemical for fuels and materials, in a dimethyl sulfoxide (DMSO) medium using modified zeolite was investigated. Among the acid zeolites, HZSM-5 provides the highest HMF yield catalyzed by the bridging Brønsted acid sites located at pore mouths of zeolite. Interestingly, 1Cr/HZSM-5 readily improves the HMF yield, as compared to parent HZSM-5. This is presumably because Cr on an acid zeolite enhances the isomerization of glucose to fructose which is considered as a rate determining step. Moreover, such Cr can promote the fructose dehydration reaction that gives HMF.