Zeolit Untuk Konversi Biomassa Katalitik
Berkurangnya cadangan bahan bakar fosil, perubahan iklim global, dan peningkatan permintaan energi, bahan bakar, dan material 116 menginspirasi banyak penelitian tentang energi terbarukan dan karbon. Sumber energi dan bahan kimia terbarukan yang paling menjanjikan dalam jangka pendek hingga menengah Istilahnya adalah biomassa, khususnya komponen struktural utamanya lignoselulosa, yang membentuk hingga 95% dari biomassa tanaman.
Zeolit Dalam Kimia Karbohidrat
Isomerisasi glukosa menjadi fruktosa yang dianggap sebagai langkah penting untuk produksi selektif bahan bakar dan bahan kimia dari glukosa atau akhirnya selulosa. Fruktosa adalah isomer keto dari glukosa, dan lebih rentan terhadap reaksi kimia.
Secara industri, reaksi di atas dilakukan dengan biokatalis yang tidak bergerak. Karena proses berbasis enzim tidak selalu mudah untuk pendekatan multi-langkah terintegrasi, katalis isomerisasi anorganik yang stabil lebih disukai. Adapun isomerisasi glukosa bisa juga dilakukan dengan basa larut.
Moreau dkk. menunjukkan selektivitas fruktosa yang tinggi pada konversi 25% untuk NaX dan KX, tetapi katalis tidak stabil berturut-turut karena pelindian kation logam. Baru-baru ini, zeolit berpori besar yang mengandung situs asam Lewis, terdiri dari timah atau titanium, terbukti menjadi sangat efisien.
Moliner dkk. mampu dengan cepat mengubah 10% berat glukosa dalam larutan air menggunakan zeolit Sn-Beta dengan rasio Sn/glukosa 50/1: 46% glukosa, 31% fruktosa dan 9% manosa diperoleh setelah 30 menit pada 383 K.
Pilihan lain adalah kimia retro-aldol. Untuk fruktosa ini menghasilkan dua triosa, yaitu. gliseraldehida dan dihidroksiaseton, yang merupakan bahan penyusun C3 yang sangat menarik. Jansen dkk. adalah yang pertama melaporkan konversi katalis zeolit dari triosa.
Mereka melaporkan asam USY-zeolit menjadi efektif untuk isomerisasi dan esterifikasi dihidroksiaseton dalam media alkohol yang menghasilkan jumlah sedang alkil laktat. Alkil laktat dan asam laktat menemukan aplikasi dalam kosmetik, industri makanan, pelarut hijau dan merupakan blok bangunan penting untuk sintesis polimer PLA yang dapat terurai secara hayati.
Setelah pekerjaan perintis ini, analisis terperinci dan eksperimen pelabelan isotop menunjukkan persyaratan situs asam Lewis dan Brønsted. Yang terakhir lebih disukai mengkatalisis penentuan laju dehidrasi triosa menjadi metil glioksal, sedangkan asam Lewis membantu penataan ulang lebih lanjut menurut pergeseran hidrida (Meerwein-Ponndorf-Verley atau tipe reaksi Cannizzaro intramolekul) menjadi alkil laktat.
Keasaman Brønsted yang kuat tidak diinginkan karena mengubah metil glioksal menjadi dialkil asetal yang tidak diinginkan. Sintesis asam laktat juga dimungkinkan dalam air, tetapi aktivitas dan stabilitas katalis lebih rendah. Zeolit Sn-Beta juga berhasil mengubah triosa menjadi alkil laktat dengan selektivitas >95 %.
Dalam mencari katalis heterogen asam Lewis lainnya, Li et al. melaporkan bahan mesopori Ga2O3 dan Sn-MCM-41. Yang terakhir terbukti selektif dan lebih cepat (per Sn) daripada Sn-Beta karena adanya silanol proton yang lemah dan situs Sn yang terisolasi. Holm dkk. melaporkan konversi satu langkah fruktosa dan sukrosa, disakarida glukosa dan fruktosa, menjadi alkil laktat dengan zeolit Sn-Beta.
Hasil 64% metil laktat dicapai dengan sukrosa sebagai umpan dalam metanol selama 20 jam pada 433 K. Isomerisasi glukosa (jika sukrosa digunakan), retro-aldol, dehidrasi dan pergeseran hidrida akhir dikatalisis oleh satu katalis di tempat yang sama. pot. Timah situs tunggal ditemukan lebih selektif daripada Ti atau Zr yang kurang asam. Jika seseorang mempertimbangkan jalur reaksi yang dimulai dari glukosa, katalis ini dapat meniru glikolisis sintetik satu pot.
Bahan Kimia Berbasis Bio Dari Selulosa Dengan Zeolit
Selulosa, homopolimer unit glukosa yang terhubung melalui ikatan -1,4-glikosidik, merupakan komponen utama lignoselulosa, dan dengan demikian valorisasinya saat ini menjadi titik fokus penelitian. Reaksi utama yang perlu dipertimbangkan adalah hidrolisis selulosa untuk membebaskan monomer glukosa.
Namun, karena strukturnya selulosa tidak larut dalam air dan sangat tahan terhadap serangan kimia dan enzimatik, membuat hidrolisis sangat lambat, terlebih lagi karena termostabilitas glukosa yang rendah membatasi suhu reaksi.
Strategi yang menjanjikan untuk menghindari masalah ini, yang dikenal sebagai hidrogenasi hidrolitik, adalah kombinasi hidrolisis dengan hidrogenasi simultan yang mengubah gula yang terbentuk menjadi gula alkohol yang lebih stabil, memungkinkan suhu proses yang lebih tinggi. Dalam banyak kasus, senyawa terkait seperti sorbitan dan isosorbid juga dibentuk melalui dehidrasi asam alkohol gula.
Jalur bifungsional ini dirintis pada pertengahan abad ke-20 oleh peneliti Rusia yang menggunakan kombinasi asam mineral dan sebagian besar katalis hidrogenasi berbasis Ru. Meskipun asam mineral terbukti sebagai katalis hidrolisis aktif dan selektif, korosi reaktor dan kebutuhan akan netralisasi ekstensif terbukti menjadi penghalang untuk aplikasi skala besar. Oleh karena itu, perhatian penelitian bergeser ke penggunaan asam padat.
Keberhasilan pertama dilaporkan untuk konversi oligosakarida melalui katalis Ru yang didukung pada montmorillonit dan karbon aktif. Namun, sintering Ru berat sangat mempersingkat masa pakai katalis. Masalah ini diselesaikan dengan mendukung katalis Ru pada zeolit H-USY.
Dengan sistem ini, kinerja yang stabil untuk setidaknya 10 proses berturut-turut dilaporkan, setelah itu katalis dapat diregenerasi ke aktivitas awalnya dengan reduksi ulang sederhana Ru. Selanjutnya, penggunaan pendukung yang sangat asam memungkinkan konversi polisakarida yang larut dalam air seperti pati. Konversi penuh pati 50% berat menjadi > 99% gula alkohol dalam 1 jam pada 453 K telah dilaporkan.
Sifat selulosa yang tidak larut dalam air menghambat hidrolisis efektif oleh situs asam intrazeolit, seperti yang ditunjukkan oleh Fukuoka dan Dhepe, yang melaporkan hasil glukosa di bawah 4% dari selulosa setelah 24 jam pada 463 K dengan kisaran zeolit umum 119a.
Baru-baru ini, solusi untuk masalah aksesibilitas ini dilaporkan: dengan menambahkan sejumlah kecil asam mineral (biasanya sekitar 35 ppm) ke zeolit Ru/H-USY, konversi selulosa penuh menjadi 93% hexitol dicapai pada 463 K. Konsentrasi menit asam mineral membantu hidrolisis selulosa menjadi oligomer larut pendek, yang pada gilirannya mudah diserap oleh zeolit dan dihidrolisis menjadi glukosa.
Glukosa dengan cepat dihidrogenasi menjadi gula alkohol di atas partikel Ru intraporous. Konsentrasi rendah asam mineral harus membatasi korosi reaksi dan limbah netralisasi. Zeolit juga telah terbukti berguna untuk pirolisis cepat katalitik selulosa. Dalam pendekatan ini, biomassa dipanaskan dengan cepat hingga suhu tinggi (973-1073 K) di bawah atmosfer inert, membentuk uap yang terkondensasi menjadi bio-minyak.
Bio-oil ini bernilai rendah karena kandungan oksigennya yang tinggi dan ketidakcocokannya dengan minyak yang berasal dari minyak bumi. Menariknya, pirolisis dengan adanya zeolit mengubah uap langsung menjadi aromatik, membentuk produk dengan nilai yang jauh lebih tinggi. Biasanya, zeolit berpori sedang dengan ruang pori internal sedang dan hambatan sterik, seperti ZSM-5, memberikan hasil tertinggi dalam aromatik.
Konversi Katalitik Gliserol
Ketersediaan gliserol yang siap pakai sebagai produk samping industri sabun dan biodiesel akhir-akhir ini mendorong para peneliti untuk mengkaji pemanfaatan gliserol sebagai komoditas kimia. Beberapa artikel ulasan telah ditulis tentang masalah ini, dengan fokus khusus pada oksidasi gliserol, dehidrasi, hidrogenasi, esterifikasi selektif, klorinasi dan pembentukan poliol.
Dengan menundukkan gliserol pada transformasi katalitik ini, produk mulai dari akrolein dan asetol hingga asam laktat, serta berbagai produk hidrogenolisis seperti propanadiol dapat diperoleh. Acrolein memiliki banyak kegunaan, mis. sebagai perantara untuk produksi asam akrilat dan DL-metionin, serta untuk sintesis berbagai bahan kimia halus.
Sedangkan rute industri tradisional melibatkan oksidasi propena melalui katalis kompleks multikomponen berbasis BiMoOx, gliserol yang berasal dari sumber terbarukan tampaknya menjadi alternatif yang menarik untuk produksi akrolein di masa depan. Dehidrasi gliserol di atas katalis zeolit dapat terjadi baik dalam fase gas maupun cair.
Pada suhu 315-360 °C, terlihat bahwa zeolit H-ZSM-11, H-ZSM-5 dan H-Beta mengubah gliserol hampir secara kuantitatif dengan rendemen akrolein berkisar antara 73 hingga 81%. reaktor -bed, Corma et al. juga menunjukkan kesempatan untuk mereaksikan campuran gliserol/air fase gas dengan zeolit dalam reaktor unggun terfluidisasi terus menerus.
Pada 350 °C dan waktu kontak 0,5-2 detik, mereka dapat memperoleh hasil akrolein 61% dengan katalis berbasis ZSM-5. Selektivitas akrolein saat ini untuk dehidrasi yang dikatalisis zeolit sedikit lebih rendah daripada yang diperoleh saat menggunakan oksida logam yang kurang asam.
Contoh lain dari valorisasi gliserol dengan zeolit bergantung pada hidrogenolisis gliserol menjadi 1,2-propanediol melalui katalisis heterogen bifungsional. Mekanisme ini melibatkan dehidrasi yang dikatalisis zeolit, diikuti oleh hidrogenasi yang dimediasi logam.
Cara berkelanjutan untuk menghindari kebutuhan hidrogen yang ditambahkan secara eksternal melibatkan integrasi produksi hidrogen berbasis gliserol melalui reformasi fase berair katalitik. D‟Hondt dkk. menyajikan rute kimia yang diturunkan untuk hidrogenolisis gliserol dengan adanya zeolit NaY yang diresapi Pt tanpa adanya pasokan hidrogen eksternal, menurut reaksi bersih berikut.
Di bawah kondisi proses yang tidak dioptimalkan, hasil awal dengan gliserol di bawah atmosfer inert dilaporkan menghasilkan hingga 55% 1,2-propanediol pada konversi 85%. Distribusi ukuran bimodal partikel Pt sangat penting untuk menyeimbangkan reformasi fase air dan hidrogenasi menuju hasil 1,2-propanadiol maksimum dan efisiensi H2 yang tinggi.
Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri
Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.
Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.
Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;
Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung
Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
Zeolit Filtrasi Air Jakarta
Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat
Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:
• 0821 2742 4060 (Ghani)
• 0812 2165 4304 (Yanuar)
• 0821 2742 3050 (Rusmana)
• 0821 4000 2080 (Fajri)
• 0812 2445 1004 (Kartiko)
• 0812 1121 7411 (Andri)
Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.
Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.
Tags :
Ady Water
ADY WATER
Konsultasi Gratis dengan para sales kami untuk menemukan solusi yang paling tepat untuk kebutuhan Bapak Ibu
- Ady Water
- Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
- Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
- Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
- Kupang Panjaan I No.18, DR. Soetomo, Kec. Tegalsari, Kota SBY, Jawa Timur 60264
- 022 723 8019