1. Активный компонент
Наилучшие каталитические характеристики показали катализаторы на основе благородных металлов Pt, Pd и Au. Представляется интересным и полезным сначала исследовать монометаллические катализаторы для определения оптимальных структурных характеристик. В силу того, что Pd и Pt достаточно быстро дезактивируются, далее планируется исследование биметаллических катализаторов состава Pd-Bi (отмеченный многими авторами как лучший катализатор для окисления альдосахаров), а также Pd-Pt, Pd-Au, показывающих хорошую каталитическую активность в различных процессах окисления.
2. Носитель
Для синтеза катализаторов селективного окисления сахаров успешно применяют довольно широкий класс носителей: SiO2, Al2O3, C, TiO2, CeO2 и др. Наиболее перспективными носителями точки зрения дальнейшего практического применения нам представляется углеродные носители, и Al2O3, которые будут далее использовать в нашей работе.
3. Морфологические характеристики катализатора
· Выбранные субстраты (глюкоза и лактоза) представляют собой достаточно объемные органические молекулы, поэтому для предотвращения диффузных затруднений в микропорах в работе будут использованы мезопористые носители.
· Оптимальные составы активной фазы для Pd-Bi катализаторов известны из литературы (PdBi для лактозы и Bi2Pd для глюкозы). Оптимальные соотношения элементов для других биметаллических катализаторов будут определены в ходе исследований в случае высокой каталитической активности предложенных катализаторов.
· Для активного и стабильного катализатора Pd-Bi средний размер частиц палладия составил 2 нм. В окислении глюкозы оказались активны золотые катализаторы со средним размером частиц до 10 нм.
4. Условия реакции
Реакции будут проводиться в стационарном реакторе с перемешиванием с постоянной подачей кислорода при атмосферном давлении. Оптимальные условия реакции определены для лактозы: pH=8-9.5, температура 70 °С и для глюкозы pH=9, температура 40-60 °С. Контроль рН будет осуществляться путем постоянного измерения значения и добавления щелочи с помощью автоматического насоса.
6. Литература
[1] Gallezot, P., Catalytic routes from renewables to fine chemicals. Catalysis Today, 2007. 121(1-2): p. 76-91
[2] van Bekkum, H. and A. Besemer, Carbohydrates as chemical feedstock. Chemistry for sustainable development, 2003. 11: p. 11-21.
[3] Волова, Биотехнология. Новосибирск: Издательство СО РАН, 1999. 252 с.
[4] FAO, FAOSTAT Data, 2004.
[5] Vlad-Cristea M.S. Production of bioactive lactobionic acid using a novel catalytic method: Ph.D. thesis. Université Laval – Québec, 2007. – 102 p.
[6] De Wilt, H.G.J., Part I. Oxidation of Glucose to Gluconic Acid. Survey of Techniques. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev, 1972. 11(4): p. 370–373.
[7] Busch, AI., Ger. Patent 702,729 (Jan. 23, 1941); CA, 35, 7980c.
[8] Poethke, W., Pharmazie, 4, 214-19 (1949);. CA, 44, 1423b.
[9] Mehltretter, C. L., Rist, C. E., Alexander, B. H., U.S. Patent 2.472.168 (June 7. 1949): CA. 43. 7506b.
[10] Okui, S., J . Pharm. SOCJ. apan, 74, 1395-7 (1954): CA, 49, 14648i.
[11] Bucklev, J. S ., Embree, H. D., Brit. Patent 786, 288 (Apri1 15, 1955); CA, 52, 8190.
[12] Heyns, K., Heinemann, R., Oxydative Umwandlungen an Kohlenhydraten. Ann., 558, 187-92 (1947).
[13] Johnson, Matthey and Co. Ltd., Dutch Patent 6,713,891 (Oct. 12, 1967).
[14] Heyns, K., Paulsen, H., Selective catalytic oxidation of carbohydrates, employing plantinum catalysts, Advan. Carbohyd. Chem., 1962, 17: p. 169-211.
[15] Heyns, K., Paulsen, H., Neuere Methoden der praparativen organischen Chemie II. 8. Selektive katalytische Oxydationen mit Edelmetall-Katalysatoren, Angew. Chem., 1957, 69 (18/19): p. 600-608.
[16] Dirkx, J.M.H. and H.S. van der Baan, The oxidation of glucose with platinum on carbon as catalyst. Journal of Catalysis, 1981. 67(1): p. 1-13.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.