Можно ли гвл использовать в бане: «Можно ли парилку в бане обшить гипсокартоном?» – Яндекс.Кью

Abstract

Гамма-валеролактон (GVL) — это высокореактивный кетолактон и многообещающая платформенная биомолекула, используемая в качестве добавки для пищевых продуктов и топлива, зеленого растворителя и прекурсора топлива, среди прочего. Его производство из биомассы обычно включает гидрирование и последующую циклизацию левулиновой кислоты или ее сложных эфиров.Процесс обычного гидрирования требует высоких давлений и температур, внешнего источника водорода и дефицитных благородных / драгоценных материалов в качестве катализаторов. Однако его можно производить в мягких условиях с использованием бифункциональных металл-кислотных катализаторов с высокой дисперсностью металлов и мезо- или микропористостью, большой площадью поверхности, температурами ниже 200 ° C, давлением ≤ 1 МПа и вторичными спиртами (такими как изопропанол) в качестве водорода. доноры. Каталитическое гидрирование с переносом с последующей циклизацией (CTHC) левулиновой кислоты (LA) и ее сложных эфиров (LE) для получения GVL с использованием вторичных спиртов в качестве донора H является отличной альтернативой.В этой работе рассматриваются переменные, связанные с CTHC, такие как сырье, время, температура и тип катализатора, в основном переходные металлы и их комбинации.

Полная статья

Обзор получения производного из биомассы гамма-валеролактона из левулиновой кислоты или сложных эфиров без H _{2 Поставка}

Жизель Гонсалес * и Мария К. Площадь

Гамма-валеролактон (GVL) — это кетолактон с высокой реакционной способностью и многообещающая платформенная биомолекула, используемая, среди прочего, в качестве добавки к продуктам питания и топлива, зеленого растворителя и прекурсора топлива.Его производство из биомассы обычно включает гидрирование и последующую циклизацию левулиновой кислоты или ее сложных эфиров. Процесс обычного гидрирования требует высоких давлений и температур, внешнего источника водорода и дефицитных благородных / драгоценных материалов в качестве катализаторов. Однако его можно производить в мягких условиях с использованием бифункциональных металл-кислотных катализаторов с высокой дисперсностью металлов и мезо- или микропористостью, большой площадью поверхности, температурами ниже 200 ° C, давлением ≤ 1 МПа и вторичными спиртами (такими как изопропанол) в качестве водорода. доноры.Каталитическое гидрирование с переносом с последующей циклизацией (CTHC) левулиновой кислоты (LA) и ее сложных эфиров (LE) для получения GVL с использованием вторичных спиртов в качестве донора H является отличной альтернативой. В этой работе рассматриваются переменные, связанные с CTHC, такие как сырье, время, температура и тип катализатора, в основном переходные металлы и их комбинации.

Ключевые слова: биоперерабатывающий завод; Каталитическое гидрирование с переносом; Гамма-валеролактон; Гетерогенный катализ; Переходные металлы; Левулиновая кислота; Эфиры левулиновой кислоты

Контактная информация: Instituto de Materiales de Misiones (IMAM), Universidad Nacional de Misiones — Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (UNaM — CONICET), Félix de Azara 1552 (3300), Посадас, Мисьонес, Аргентина.* Автор для переписки: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Антропное развитие во многом зависит от ископаемых ресурсов, с годами увеличивая их истощение и вызывая критическую озабоченность в научном сообществе, которое сильно мобилизовало поиск альтернатив (Chu and Majumdar 2012; Dechambre et al .2017). Биомасса в рамках концепции биоперерабатывающего завода кажется лучшим вариантом для замены нефти в схемах нефтепереработки из-за ее обилия и возобновляемых характеристик (Jakob and Hilaire 2015).Более того, переработка биомассы может быть нейтральной по отношению к парниковым газам, если применяются эффективные методы производства (Albanese and Ruiz 2015). Кроме того, небольшие или незначительные дополнительные выбросы CO ₂ происходят во время производства и использования биоэнергии, уменьшая или даже устраняя негативное влияние на углеродный баланс нашей биосферы (Saxena et al , 2009). Было предсказано, что к 2030 году 20% топлива для транспорта и 25% химикатов будут производиться из лигноцеллюлозной биомассы, поскольку они являются единственным возобновляемым источником углерода, подходящим для замены ископаемого топлива с минимальным углеродным следом (Ян и др. al .2015). В настоящее время ископаемые источники являются источником большинства химических веществ (De Jong et al .2020).

Согласно Задаче 42 МЭА по биоэнергетике, платформы биоперерабатывающих заводов (, например, , сахара, биогаз, синтез-газ) связывают сырье с конечными продуктами, применяя различные процессы. Сахарная платформа, использующая лигноцеллюлозную биомассу в качестве сырья, использует целлюлозу и гемицеллюлозу C5 / C6-фракции сахара (Cherubini и др. , 2009). Используя набор связанных реакций, они затем могут быть преобразованы в ценные соединения для промышленного применения, такие как 5-гидроксиметилфурфурол (HMF) (Antonetti et al. 2016, 2017; Licursi et al. 2017), фурфурол (FUR) (Mariscal и др. 2016), левулиновая кислота (LA) (Антонетти и др. 2015; Licursi и др. 2018b; Rivas и др. 2015, 2018) , гамма-валеролактон (GVL) (Alonso et al. 2013) и другие (Heeres et al .2009; Lange et al .2010; Fábos et al .2014; Cen et al . 2018; Канг и др. .2018; Касар и др. .2018; Ким и др. . 2020a; Лилга и др. . 2018).

GVL был определен как перспективный платформенный биопродукт (Tang et al .2019b) для производства химикатов с добавленной стоимостью из биомассы, например бензинового и жидкого углеводородного топлива (Braden et al .2011; Wang et al. al .2020a). Зеленая химия — это глобальная тенденция, и гамма-валеролактон — отличный кандидат в качестве растворителя для успешных экологически чистых процессов. Некоторыми примерами являются производство 2,5-фурандикарбоновой кислоты (FDCA), которая может заменить терефталевую кислоту на масляной основе в полиэтилентерефталате (PET), фракционирование биомассы с высоким выходом и последующее производство более ценных продуктов, замена NMP (N-метил -2-пирролидон) в полиуретановых дисперсиях (Germán et al. 2021), альтернатива диметилформамиду (DMF) и γ-бутиролактону (GBL) в солнечных элементах на основе галогенида свинца и перовскита (CPSC) (Worsley et al .2021), а также эффективное набухание и растворение полиэтилентерефталата (PET) агент для вторичной переработки пластика (Chen et al .2021), среди прочих (Quang et al .2016; Li et al .2018b; Zhang et al .2018; Chen et al .2019; Ahmed и др. .2020; Ким и др. .2020а, б; Аль Гхатта и др. . 2021 г .; Ван и др. . 2021; Ян и др. . 2021 г.).

Ожидания от GVL высоки, что отражается в количестве публикаций, затрагивающих различные его аспекты (рис. 1).

Рис. 1. Количество публикаций в год при поиске слова «валеролактон» в ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com/search?qs=valerolactone)

В литературе можно найти обширные обзоры о GVL, в которых основное внимание уделяется его потенциальному использованию (Tang et al .2014b), его производство из различных химических источников (Alonso et al .2013) и гидрирование LA и его сложных эфиров для получения GVL (Zhang et al .2017). Кроме того, некоторые обзоры включают использование различных катализаторов (Wright and Palkovits 2012), таких как благородные металлы (Luo et al .2013; Maumela et al .2021), неблагородные металлы (Dutta et al . 2019), так и биметаллические (Алонсо и др. .2012). Кроме того, производство GVL посредством каталитического гидрирования с переносом (CTH), начиная с сырья, полученного из биомассы (Osatiashtiani et al .2017). Напротив, в этой статье основное внимание уделяется гетерогенным каталитическим процессам для получения GVL путем CTH и циклизации (CTHC) из LA и LE, полученных из биомассы, с использованием достижимых катализаторов, мягких условий и простых технологий с относительно низкими инвестиционными затратами, снижением требований к процессу и безопасностью. предостережения.

В настоящее время производство GVL в лабораторных масштабах включает использование молекулярного водорода при высоких давлениях (Ding et al. 2014; Yan and Chen 2014; Li et al. 2017a; Dutta et al. 2019), который требует бережного обращения и надежных реакторов, что увеличивает капитальные затраты. Кроме того, обычные катализаторы — это благородные или дефицитные материалы. Внедрение более дешевых процессов с использованием более мягких условий будет стимулировать производство GVL. Эта работа представляет собой современный обзор, целью которого является поиск данных, позволяющих предвидеть более экономичные комбинации переменных для достижения наивысшего преобразования LA (или LE) с наивысшей селективностью для производства GVL с помощью CTHC.Собранные данные включают предыдущий успешный опыт и результаты производства GVL из LA и его сложных эфиров с использованием пути CTHC. Случаи с конверсией и селективностью, равной или превышающей 85%, и с неэкстремальными условиями реакции, такими как давление менее 2 МПа, температура ниже 250 ° C, и катализаторы, состоящие из неблагородных переходных металлов (за исключением диоксида циркония, для экономичных причины), были учтены.

Scopus и ScienceDirect, которые имеют открытый доступ для Национального совета по научным и техническим исследованиям Аргентины (CONICET).Ключевыми словами были гамма-валеролактон, левулиновая кислота, сложный эфир левулиновой кислоты, биомасса и гидрирование с каталитическим переносом. Рассматриваемый промежуток времени составлял последние 10 лет, включая более старые статьи, содержащие соответствующую информацию.

ГАММА-ВАЛЕРОЛАКТОН ИЗ БИОМАССЫ

Целлюлоза, гемицеллюлозы и лигнин являются основными компонентами биомассы. Они связаны в сложную матрицу и должны фракционироваться для получения производных, таких как химические продукты (Area et al .2012; Рибечини и др. . 2012; Галия и др. . 2015; Licursi и др. . 2015; Валлехос и др. . 2017). Полученные полисахариды необходимо гидролизовать (Tsigie and Ju 2012), чтобы высвободить гексозы и пентозы.

Многочисленные исследователи изучали получение GVL из биомассы (Han 2017; Metzker and Burtoloso 2015; Putro et al .2015), целлюлозы, глюкозы и фруктозы (Heeres et al .2009; Li et al .2020; Чжао и др. . 2020). Однако есть несколько проблем, которые необходимо преодолеть в этих однореакторных процедурах, таких как минимизация производства гуминов, поиск многоступенчатого катализатора и масштабируемые условия реакции, среди прочего.

Предшественниками биомассы GVL являются левулиновая кислота или сложный эфир левулиновой кислоты (Antonetti et al .2016; Kapanji et al .2021; Putro et al .2015; Rivas et al .2018). Производство левулиновой кислоты / сложного эфира из биомассы включает несколько стадий (Covinich et al .2020). Во-первых, фракционирование отделяет лигнин от гемицеллюлозы и целлюлозы, причем последние две молекулы служат предшественниками последующих процессов. Позже гидролиз в водной или спиртовой среде, катализируемый кислотными центрами Бренстеда, дает гексозы / пентозы из целлюлозы и гемицеллюлоз. В случае гексоз глюкоза (GLU) изомеризуется с фруктозой (FRU), и обе изомеризуются в маннозу в незначительной степени (Moliner et al .2010). Впоследствии эти сахара дегидратируют с образованием гидроксиметилфурфурола (C6) или фурфурола (C5).Наконец, чтобы достичь левулиновой кислоты, HMF дегидратируется, тогда как FUR сначала гидрируется, а затем дегидратируется. Что касается гексоз, конверсия фруктозы обычно выше, чем конверсия глюкозы (Liu et al .2020). В частности, фруктофураноза дает более высокую селективность по отношению к HMF из-за своей высокой реакционной способности и наличия пятичленного кольца (Assary et al .2012). Тем не менее фруктопираноза является доминирующей формой фруктозы в водном растворе (около 68%), а при кислотном разложении она менее селективна по отношению к HMF (Assary et al .2012). Таким образом, изомеризация является важным этапом. Эффективные катализаторы дегидратации FRU в HMF имеют низкую активность, когда начинают с GLU (Qi et al , 2008). Этот многоступенчатый процесс генерирует большое количество твердых побочных продуктов в виде промежуточных продуктов полимеризации, называемых гуминами, которые являются одним из основных препятствий для биоперерабатывающих заводов сахарной платформы (Alonso и др. .2013; Licursi et al .2017; Rackemann and Doherty 2011; Wettstein et al .2012).

Получение GVL из LA или сложных эфиров левулиновой кислоты (LE) в жидкой фазе в мягких условиях включает две стадии: гидрирование и циклизацию.При гидрировании в качестве H-донора используется молекулярный водород или спирт. Если процесс является каталитическим, то первый случай называется прямым или традиционным каталитическим гидрированием (CDH), а второй — гидрированием с каталитическим переносом (CTH) (Wang and Astruc 2015). Сначала LA (или LE) гидрируют до 4-гидроксипентановой кислоты (4-HPA) или сложного эфира (4-HPE). Затем GVL, образованная интраэтерификацией, высвобождает воду или спирт в качестве побочного продукта (Hengne et al .2016), генерируемого расщеплением связи C-OH или C-OR (соответственно) на α-углероде (Mamun et al .2019) 4-HPA / 4-HPE (рис.2).

Рис. 2. Механизм каталитического переноса гидрогенизации и циклизации (CTHC) левулиновой кислоты с образованием гамма-валеролактона (Hengne et al .2016; Gong et al .2018)

Рис. 3. Механизм гидрирования и циклизации с каталитическим переносом (CTHC), предложенный Chia и Dumesic, когда алкильная цепь спирта, используемого в качестве донора, и сложный эфир левулиновой кислоты не совпадают (адаптировано из Chia and Dumesic 2011)

В реакции гидрирования, когда молекулярный водород является H-донором, не образуются побочные продукты.Однако, когда спирт является H-донором, он проходит дегидрирование с образованием атомов водорода, а побочные продукты представляют собой альдегид или кетон (ROH в RO на рис. 2) (Wang et al .2020b). Регенерация растворителя может восстановить его, как в случае спирта (Geboers et al .2014), который можно использовать повторно (рис. 3). Гидрирование является экзотермическим и зависит от активности катализатора, тогда как циклизация является эндотермической (Ван и др. .2020b). Скорость образования C-H в γ-углероде с образованием промежуточного алкокси регулируется (Mamun et al .2019), тогда как закрытие кольца выполняется легко (Chia and Dumesic 2011; Mamun et al .2019). Сильно кислые условия благоприятствуют двухэтапному процессу (Hengne и др. , 2016).

Риски, связанные с реакциями прямого гидрирования, включают пожар или взрыв из-за возможной пирофорной природы катализаторов или субстратов, легковоспламеняющихся растворителей, давления водорода или нестабильных промежуточных продуктов (Chandra and Zebrowski, 2016). Современное промышленное производство водорода включает риформинг природного газа или ископаемых углеводородов (Yu et al .2020b). Таким образом, использование возобновляемого H-донора является интересной альтернативой. Спирты также являются продуктами обычного нефтеперерабатывающего завода, но их использование требует меньших мер предосторожности и меньших затрат на оборудование, поскольку реакторы требуют меньшей сложности из-за более низкого давления. Ожидается, что в будущем как молекулярный водород, так и спирты можно будет получать на предприятиях биопереработки (Campos 2018; Schubert 2020). LA или LE CTH включает восстановление Меервейна-Понндорфа-Верлея (MPV) (Johnstone et al .1985). При использовании вместе с гетерогенными катализаторами из неблагородных металлов MPV дает селективные результаты, и используемый растворитель может быть переработан после использования (Chia and Dumesic 2011).

Рис. 4. Возможности гидрирования LA или LE

При использовании смеси муравьиной кислоты (FA) и левулиновой кислоты в качестве субстрата в присутствии подходящего катализатора с металлическими центрами FA дегидрируется в CO ₂ и H ₂ , и последнее приводит к прямому / традиционному гидрированию ( Аль-Наджи и др. .2020; Дэн и др. . 2009 г.). Трудно использовать CO ₂ в других процессах или инкапсулировать, тогда как побочные продукты CTHC можно регенерировать или коммерциализировать (Chia and Dumesic 2011). Кроме того, FA может также дегидратироваться, что приводит к образованию H ₂ O и CO в качестве дополнительных побочных продуктов, что снижает селективность по отношению к GVL. Ruppert et al. (2016) обнаружил, что конверсия LA с использованием муравьиной кислоты в качестве источника водорода чувствительна к структуре катализатора и методу приготовления (Ruppert et al. 2016). К сожалению, ТВС является коррозионно-активным веществом, и для его использования при проектировании технологического процесса требуются устойчивые к коррозии реакторы (Shivhare и др. .2020). Гидрирование с помощью FA может быть отличной альтернативой для нефтеперерабатывающих заводов, переходящих с ископаемого сырья на биомассу. Кроме того, при работе с молекулярным водородом восстановленная атмосфера имеет решающее значение из-за опасности возгорания или взрыва водорода в любой форме с воздухом, кислородом или искрами (Chandra and Zebrowski, 2016). По этой причине реактор необходимо продувать до поступления водорода и после завершения реакции.Эта ситуация означает, что у CTHC есть преимущество, потому что несколько тестов в стеклянных колбах также дали хорошие результаты (Kumaravel et al .2020; Rojas-Buzo et al .2018). На рисунке 4 показано сравнение трех возможностей гидрирования.

В зависимости от длины цепи эфиры левулината можно смешивать с дизельным топливом или использовать в качестве оксигената в дизельном топливе (Windom et al .2011). С другой стороны, 4-HPA можно использовать для производства полиэфира (Gorenflo et al .2001). В этом отношении, если эфир левулината или 4-HPA образуются в качестве побочных продуктов, все равно было бы интересно получить как LE, так и GVL, варьируя условия процесса (Kasar et al. 2018).

ПЕРЕМЕННЫЕ РЕАКЦИИ

CTHC включает две реакции: гидрирование и циклизацию (также называемую лактонизацией или интраэтерификацией). Начиная с LA, существует также стадия этерификации спиртом (рис. 2). Выход GVL является продуктом конверсии субстрата (LA или LE) и селективности продукта по отношению к GVL.

Многие переменные вовлечены в выход GVL через CTHC, наиболее важными из которых являются субстрат (, т.е. , LA или LE), фаза реакции, время, температура, давление, перемешивание, растворитель и катализатор.

Подложка

Чистота продукта зависит от способа получения. В настоящее время CTCH выполняется с использованием промышленных реагентов высокой чистоты (> 95%). Опыт с LA или LE из биомассы использует молекулярный водород в гидрировании и (или) благородные металлы в качестве катализаторов (Putro et al. 2015; Wang et al. 2020b). Получение GVL с помощью CTCH с использованием LA или LE, полученных in-situ из биомассы, является сложной задачей.

Эфиры левулиновой кислоты имеют более низкие температуры кипения (Geboers et al .2014) и менее агрессивны, чем LA (Wang et al .2020b). Первый способ способствует разделению полученных продуктов путем перегонки. При использовании LE существует риск переэтерификации вместо гидрогенизации с переносом. В этом случае H-донорный спирт обменивает алкильную цепь с LE (R1 и R2 на рис.3), что может снизить продуктивность GVL (Shivhare et al .2020) и образовать спиртовую смесь в потоке продукта (Geboers et al .2014). Использование одного и того же алкила в субстрате и H-доноре (R ¹ = R ² ) может помочь преодолеть этот недостаток. Однако, как упоминалось ранее, сложные эфиры левулиновой кислоты могут быть ценными на заводе по переработке нескольких продуктов, и соотношение побочный продукт / GVL можно регулировать, регулируя активность катализатора.

Низкие концентрации необходимы для получения выхода выше 90% при работе с CTHC, поскольку существует повышенный риск стерических затруднений.Риск еще больше, если у доноров алкоголя длинная алифатическая цепочка. Концентрация LA в CTH обычно ниже, чем в CDH (Xu et al .2017). Hengne et al. (2016) показал, что концентрация LA в реакторе (5-20% об. / Об.) Была косвенно пропорциональна конверсии LA и селективности GVL, снижаясь с 99 и 99% до 79 и 39%, соответственно, с увеличением концентрации LA. от 5 до 20% с использованием 50% -ного Ni-MMT (200 ° C, атмосферное давление с продувкой N ₂ ). Chia и Dumesic (2011) также обнаружили, что выход GVL улучшается, когда соотношение растворитель-донор водорода / субстрат увеличивается, начиная с LE (бутиллевулината), используя ZrO2 при 150 ° C.

Для увеличения концентрации реагента в CTHC, Wan et al . (2021) использовали карбамид фосфата глюкозы циркония (GluPC-Zr). Знание его характеристик может помочь найти аналогичный катализатор из более дешевых переходных металлов. GluPC-Zr обладает кислотно-основными свойствами Льюиса вместе с высокой пористостью. Было возможно получить GVL с выходами 95-98% с IPA, используя соотношение растворитель / реагент, равное 7. Поскольку было возможно управлять высокими концентрациями LA (1,87 M), достигнутая частота оборота была до 8.2 ммоль GVL г ^-1 катализатора h ^-1 , что выше, чем для других ранее описанных Zr катализаторов (TOF 0,2-2,4) (Wan et al .2021). Кроме того, его можно было повторно использовать до семи циклов, по-прежнему обеспечивая выход GVL 95%. Однако время реакции остается высоким (12 часов), поскольку конверсия LA уже превышает 80% за 2 часа, а полное превращение происходит за 4 часа. IPL требует больше времени для циклизации и дает выход GVL выше 90% (Wan et al .2021 г.).

Фаза реакции

LA или LE представляют собой жидкости при температуре до 246 ° C при атмосферном давлении, и получение GVL следует по механизму реакции, описанной ранее (рис. 2 и 3). Однако он может измениться при выполнении при более высоких температурах или давлениях из-за модификации реакционной фазы в пар: LA может превращаться в лактон ангелика путем гидрирования, а затем дегидратировать до GVL (Yu et al .2020a). Однако для испарения LA требуются высокие температуры (> 200 ° C).Кроме того, потоки LA, полученные из углеводов, могут содержать следы кислот, используемых для гидролиза сахаров или фракционирования биомассы. Таким образом, для увеличения масштабов процесса CTHC в LA использование паровой фазы не рекомендуется из-за образования кислых газов (Wright and Palkovits 2012) с соответствующими проблемами коррозии.

По сравнению с паровой фазой, жидкость не требует прочных реакторов и упрощает процесс. Однако выщелачивание активной фазы из катализаторов, которое приводит к необратимой дезактивации, может представлять опасность, отсутствующую в газовой фазе (Sádaba et al. 2015). Оптимизация условий реакции или структуры катализатора может минимизировать этот эффект.

Время

CTH обычно связан с более длительным временем реакции по сравнению с CDH. CDH может достичь количественного превращения реагента за минуты, тогда как для CTH время обычно выражается в часах. Однако в DH необходимо использовать высокое давление, чтобы гарантировать контакт водорода с реагентом. Увеличение времени реакции улучшает выход GVL с левулинатами коротких алкильных цепей (Geboers et al .2014). Hengne et al. (2016) оценил CTHC LA от 1 до 5 часов с 10% Ni / MMT, что привело к максимальной конверсии LA 98% и селективности GVL 81%, что представляет собой прирост примерно на 15 и 35% соответственно. Сокатализаторы, электрохимия или микроволны могут использоваться для уменьшения временных требований и увеличения выхода GVL (Al-Shaal et al .2016; Hsiao et al .2020; Lin and Lin 2019; Yun et al .2020). ).

Температура

Превращение LA в GVL происходит относительно медленно при 100 ° C (Deng et al .2009 г.). Чиа и Думесик обнаружили, что СТГ проявляется при температурах выше 100 ° C (Chia and Dumesic 2011). Предпочтительная начальная температура составляет 150 ° C, чтобы избежать образования промежуточных продуктов. Повышение температуры приводит к более высокому выходу GVL (Chia and Dumesic 2011; Hengne et al. 2016), поскольку это увеличивает кинетическую энергию молекул и, следовательно, вероятность эффективного контакта.

Однако низкие температуры и более длительное время реакции дают промежуточным продуктам возможность полностью прореагировать, достигнув в конечном итоге GVL.

Передача тепла от теплового ресурса к реакционной среде имеет значение. Во всех реакторах сначала происходит перенос проводимости от реципиента к реакционной среде. Однако то, как тепло достигает реактора, зависит от оборудования. Передача тепла может происходить за счет излучения (микроволны), конвекции (нагревание ванны) или теплопроводности (нагревание рубашки за счет электрического сопротивления). Время, по-видимому, является принципиальной разницей, поскольку микроволнам требуется меньше времени для нагрева реактора до заданной температуры, чем электрическому сопротивлению (Amarasekara and Hasan 2015; Al-Shaal et al. 2016), или банное отопление. Время индукции, которое является частью медленной скорости реакции, меньше в случае нагрева с помощью микроволн (Amarasekara and Hasan 2015).

Давление и перемешивание

При проведении CTHC в жидкой среде с использованием спиртов в качестве источника водорода давление в реакторе создается инертным газом, таким как азот, аргон или гелий. В этих случаях более высокое давление, по-видимому, не приводит к значительному увеличению выхода GVL.Напротив, увеличение давления водорода приводит к более высокой концентрации водорода в жидкости при обычном гидрировании, что приводит к лучшим выходам GVL (Gilkey and Xu 2016). Кроме того, в CTHC системы с интенсивным перемешиванием важны для обеспечения контакта между катализатором и реагентом.

Муравьиная кислота образуется с левулиновой кислотой в эквимолярном соотношении, что делает ее недорогим донором водорода. Тем не менее, его разложение приводит к образованию CO ₂ и H ₂ , повышая давление в реакторе (Yu et al .2020a) и увеличение стоимости оборудования. По этой причине, при использовании CTHC для получения GVL перед использованием LA следует отделить от FA.

Растворитель

Вода — самый экологически чистый растворитель. Однако, когда растворителем является вода, система достигает равновесия 4-HVA (4-гидроксивалериановая кислота) / GVL / вода при любом pH и при 100 ° C или выше, что может быть проблемой, поскольку 4-HVA может быть лигандом. для переходных металлов (Wong et al .2017), которые могут снизить активность катализатора.Это необходимо учитывать при использовании LA и длительном времени реакции, поскольку при этерификации LA образуется вода (рис. 2). Было высказано предположение, что вода вредит реакции CTH при комнатной температуре при использовании IPA в качестве донора водорода (Yang et al .2013). Kasar et al. (2018) преобразовал LA в GVL с использованием метанола / воды в качестве растворителя и обнаружил, что вода может приводить к выщелачиванию металла из катализатора. Таким образом, увеличение соотношения MeOH / вода до 95: 5 подавляет выщелачивание и повышает селективность (Kasar et al .2018). В этой строке Hengne et al. (2016) получил 99% -ную конверсию при выщелачивании металла <0,01 ppm при использовании IPA в качестве растворителя и 72% -ную конверсию при выщелачивании 125 ppm при использовании воды (Hengne et al .2016).

Первичные спирты, такие как 1-бутанол или этанол, приводят к GVL в смесях с несколькими побочными продуктами, что снижает селективность (Chia and Dumesic 2011). Кроме того, атом водорода, необходимый для гидрирования, задерживается, поскольку скорость разложения ниже по сравнению с вторичными спиртами (Hengne et al .2016). Вторичные спирты имеют более низкий восстановительный потенциал и, как ожидается, будут лучшими донорами водорода (Amarasekara and Hasan 2015). Чем длиннее алкильная цепь вторичного спирта, используемого в качестве донора водорода, тем ниже гидрофильность. Таким образом, диффузия катализатора и протона в реакционной среде может быть затруднена. Изопропанол (или 2-пропанол) — это наименьший доступный вторичный спирт. Он растворим в воде, вызывает низкие стерические препятствия (Yu et al .2020b) и приводит к образованию ацетона при дегидрировании, широко используемом химическом веществе.Сообщалось, что при использовании вторичного спирта с более длинным алкилом в качестве 2-бутанола выход GVL снижался вместе с увеличением выхода сложного эфира, что могло быть связано с стерическими затруднениями (Al-Shaal et al. 2016).

Гликоли также являются кандидатами с большим потенциалом для гидрогенизации с переносом. Sung et al. (2020) исследовал модифицированные трискарбеном иридиевые катализаторы для LA CTHC с использованием глицерина (G), пропиленгликоля (PG), этиленгликоля (EG), изопропанола (IPA) и этанола (EtOH) с результирующим числом оборотов 500000 (G ), 339000 (PG), 242000 (EG), 334000 (IPA) и 208000 (EtOH) соответственно (Sung et al .2020). Тем не менее, урожайность составляет менее 70%, поэтому это месторождение требует дальнейшего изучения. G, PG и IPA — это спирты C3, которые различаются по содержанию -ОН в молекулах. Полиолы обладают большим потенциалом в отношении CTHC, но следует оценить регенерацию дегидрированной молекулы.

Катализатор

используются для снижения энергии активации, что делает реакцию более осуществимой или увеличивает скорость реакции (Имелик и Ведрин, 1994). Твердые гетерогенные катализаторы предпочтительнее гомогенных из-за их возможности повторного использования и селективности, что приводит к снижению затрат.Гомогенные катализаторы также обычно связаны с проблемами токсичности, коррозионной активности и трудностями отделения от реакционной среды. Самым известным гетерогенным катализатором гидрирования LA является Ru / C, но его склонность к коррозии под действием кислот побудила исследователей рассмотреть возможность его замены или улучшения (Wright and Palkovits 2012; Yang et al .2020). Основными переменными катализатора, которые следует учитывать, являются пористость, площадь поверхности, структура, природа и содержание металла, носитель, кислотность, дезактивация и возможность повторного использования

Каталитическая активность — это скорость превращения субстрата в единицу времени, а селективность — это способность проводить определенную реакцию в пределах группы возможностей, достигая конкретно желаемого продукта (Имелик и Ведрин, 1994).Каталитическая активность варьируется в зависимости от субстрата, поскольку ей может угрожать модификация электронной структуры или геометрический массив активных центров, вызванный реагентом (Имелик и Ведрин, 1994). Chia и Dumesic (2011) получили разные выходы GVL при использовании одного и того же катализатора и условий реакции, возможно, из-за амфотерной природы катализатора. Было высказано предположение, что функциональная группа кислоты LA сильно адсорбируется на основных сайтах ZrO ₂ (Chia and Dumesic 2011).

Во многих экспериментах использовался Zr (Chia and Dumesic 2011; Bui et al .2013; Valekar et al .2013; Hengne et al .2014; Tang et al .2014a; Gao et al . 2017; Kuwahara et al .2017; Li et al .2017, 2018a; Sun et al .2018; Cabanillas et al .2019; Yun et al .2019; Tabanelli et al . 2020) или драгоценные металлы, такие как Ru (Кобаяши, и др., .2011; Ян и др. . 2013; Гао и др. . 2017; Шенде и др. . 2019), Pt или Pd (Hsiao et al .2020) в CTHC, демонстрируя превосходную каталитическую активность. Настройка структуры может привести к сопоставимым результатам. Например, было замечено, что Hf-MOF и Zr-MOF имеют общие свойства, такие как высокая термическая и химическая стабильность (Rojas-Buzo et al .2018). Найти сопоставимый катализатор из неблагородных металлов — непростая задача, но воссоздание определенных структур кажется хорошим подходом.

Что касается пористости и площади поверхности, катализаторы в реакциях CTHC предпочтительно должны быть микро- и мезопористыми, но условия реакции могут препятствовать пористости материала. Большая площадь поверхности увеличивает диффузию реагентов и дисперсию металлических центров (Xu et al .2017). По экономическим причинам катализаторы на носителе предпочтительны, поскольку они могут достичь высокой дисперсии металла при более низком заряде, улучшить объем пор и увеличить удельную поверхность, среди прочего (Alonso et al. 2012 г.).

Munnik et al. (2015) заявил, что по практическим причинам катализаторы для промышленных реакторов должны иметь высокую плотность активных центров (, например, , высокая дисперсность металлов) для максимизации активности на единицу объема из-за ограничения размера (Munnik et al . 2015). Макроскопическое распределение металла на подложке может преодолеть некоторые реакционные барьеры. Для быстрых реакций или когда возникают проблемы со вторичными реакциями, предпочтительно использовать распределение в виде яичной скорлупы.Однако, когда есть склонность к истиранию, лучше выбрать белок, похожий на яичный (Munnik et al .2015). Hengne et al. (2016) оценил нагрузку Ni от 10% до 50%, поддерживаемую в MMT. Конверсия LA увеличилась с 95 до 99%, а селективность GVL с 61 до 99%, что было приписано более высокой доступности активных центров Ni (Hengne et al .2016). Cai et al. (2017) экспериментировал с кислотным Al ₂ O ₃ без добавления металлических центров, со значительно худшими характеристиками, чем при использовании наночастиц NiCu, что выявило важность металлических центров в каталитических характеристиках ХТГК (Cai et al .2017).

Luo et al. (2013) обнаружил, что при использовании Ru катализаторов, нанесенных в кислые твердые вещества при 40 бар и 200 ° C, чем выше кислотность носителя, тем выше выход пентановой кислоты (PA) (Luo et al .2013). Однако сила кислотности должна быть ограничена для получения GVL без раскрытия кольца. Кремнезем и титан не являются кислотными носителями. Поскольку эта характеристика желательна (Hengne и др. , 2016), они не подходят для реакции CTCH.Однако они могут быть вариантом, если изменить их структуру, поскольку они обладают хорошей термической и механической стабильностью (Almeida et al. 2020). Углеродные носители могут противостоять агрессивным водным средам, но не устойчивы к выгоранию кокса (Lange et al .2010). Кроме того, активированный уголь не обладает механической стойкостью. Взаимодействие с металлической опорой имеет решающее значение, поскольку оно может порождать синергетические или антагонистические отношения. Тем не менее слабость одного может компенсировать силу другого.Разница в фазе носителя может значительно повлиять на каталитическую активность по двум возможным причинам (Maumela et al .2021), их электронным взаимодействиям металл-носитель и морфологии.

GVL, полученный из LA или LE, очень чувствителен к соотношению кислотных центров Льюиса / Бренстеда. Кислотные центры Льюиса (акцепторы электронов) катализируют гидрирование гамма-гидроксила LE с получением 4-гидроксилевулината, тогда как кислые центры Бренстеда (протон H ^{+ донор} ) катализируют последующую интраэтерификацию до GVL (Hengne et al. .2016). Было высказано предположение, что кислотные и основные центры в катализаторе играют синергетическую роль (Xie et al .2016; Sung et al .2020; Vasanthakumar et al .2020; Yu et al .2020b; Wan и др. .2021). Ван и др. . (2021) предположили, что кислотность Льюиса катиона металла Zr ⁺⁴ способствует активации карбонильной группы LA, тогда как основной O ^-2 вызывает дезагрегацию гидроксильных групп в IPA, и эти эффекты должны значительно ускоряют реакцию CTH (Wan et al. 2021). Однако катализаторы чисто основной природы, такие как CaO и гидротальцит, не улучшали лактонизацию 4-HPE (Geboers et al .2014).

Дезактивация и переработка катализатора

Активность и селективность катализаторов связаны, среди прочего, с такими характеристиками, как структура и морфология, которые, в свою очередь, определяются методом приготовления. Активные центры — это атомы или группы атомов, участвующие в реакции, в то время как другие неактивны (Имелик и Ведрин, 1994).Количество и доступность этих активных центров определяют возможность повторного использования катализатора, то есть количество раз, которое он может быть использован повторно. Эти активные центры могут быть заблокированы по разным причинам, что приводит к дезактивации катализатора.

Селективные гетерогенные катализаторы имеют экологические преимущества, поскольку они не образуют сточных вод, которые трудно отделить. К сожалению, некоторые работы, в которых используются эти катализаторы, не включают тест на возможность повторного использования в свои эксперименты.В общем, если причины дезактивации обратимы, то есть ., они не были спечены и не отравлены тяжелыми металлами, тогда катализатор можно регенерировать и, следовательно, использовать повторно. Для восстановления каталитической активности катализатора после дезактивации необходима промывка растворителями, такими как этиловый эфир, ацетон, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) или этанол, и прокаливание на воздухе (Chia and Dumesic 2011).

Хотя деактивация неизбежна, ее можно избежать, отложить или даже отменить, последнее — путем регенерации.Механизм дезактивации может иметь физический (обрастание / коксование и механические изменения), термический (спекание) или химический (отравление, образование новых неактивных фаз и выщелачивание) природу (Sádaba et al. 2015). Часто они не являются независимыми, а это означает, что деактивация может быть вызвана несколькими причинами.

Выщелачивание компонентов катализатора в реакционную среду является одной из наиболее распространенных проблем дезактивации, поскольку большинство реакций проводится в водной / жидкой фазе (Sádaba et al. 2015). Изменение структуры катализатора, добавление промотора или изменение фазы реакции могут повлиять на этот результат. Однако лактон ангелика может образовываться в паровой фазе, и это соединение может вызывать коксование, которое катализируется кислотами (Alonso et al. 2013).

Ю. и др. (2020) сообщил о незначительной дезактивации в катализаторах Ni ₃ P-CePO ₄ (x) при 180 ºC после 4 циклов с использованием 2-пропанола в качестве растворителя. Они определили, что причиной является отложение нерастворимых органических веществ или полимеров, а не изменение фазовых / кристаллических или кислотных / основных свойств или выщелачивание активной фазы (Yu et al .2020b). Чиа и Думесик протестировали ZrO ₂ в проточном реакторе с непрерывным потоком, используя бутиллевулинат в качестве субстрата и 2-бутанол в качестве растворителя. Они наблюдали быструю дезактивацию через 100 ч с последующей стабильной активностью, вероятно, из-за коксования. Активность была восстановлена, и деактивация следовала тому же профилю после прокаливания (Chia and Dumesic 2011). Однако при использовании левулиновой кислоты сильная адсорбция кислотной функциональной группы LA на основных центрах катализатора ZrO ₂ вызывала его дезактивацию.Однако добавление основания MgO привело к 4-кратному увеличению выхода GVL. Тем не менее, недостатком является образование побочного продукта, который необходимо отделить. Таким образом, добавление базовых сайтов требует тщательной оценки (Amarasekara and Hasan 2015). Другая возможность — использовать амфотерный катализатор для улучшения характеристик катализатора (Chia and Dumesic 2011).

Для сравнения, благородные металлы обладают высокой активностью, но легче отравляются и выщелачиваются в водной среде. Однако Ян и др. (2020) синтезировали стабильный структурированный катализатор с углеродной оболочкой, легированный азотом, содержащий наночастицы Ru, подобные желтку, с получением 99.Конверсия LA 4%, селективность GVL 99,9% по DH, 9 повторных циклов без значительных изменений (Yang et al .2020). Feng et al. (2020) также иммобилизовал наночастицы Ru в металлоорганическом каркасе на основе Zr (MOF-808) с хорошей дисперсией, достигая конверсии LA 100% и селективности GVL выше 99% (Feng et al .2021). Оба набора результатов показывают, что инкапсуляция и металлоорганические каркасы являются хорошими альтернативами для получения катализаторов из неблагородных металлов, пригодных для повторного использования.

Промоторы могут улучшить каталитическую активность, селективность или возможность повторного использования. Например, катионный обмен с лантаном может улучшить гидротермальную стабильность микропористых структур Y-цеолитов (Vu et al .2021)

ОТЧЕТНЫЕ ОПЫТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В таблице 1 представлены лучшие результаты, о которых сообщалось в литературе, с целью показать взаимосвязь между ранее заявленными переменными CTH и соображениями этой работы. В таблице 2 показаны различные методы, используемые для определения свойств катализаторов, используемых в реакции CTHC.

В этой реакции объем пор и удельная поверхность, по-видимому, мало влияют на конечный результат, как показано в таблице 3, сравнивая результаты, полученные с катализаторами с объемом пор в диапазоне от 0,074 до 1 см ³ г ^-1 и порядка 3000-6000 см ³ г ^-1 . Причиной может быть низкая концентрация реагента, используемого в реакциях CTH. Однако эта концентрация будет увеличиваться при увеличении масштаба процесса, что может изменить ситуацию.

Gong et al. (2018) объяснил, что LA захватывается электрофильным Cu ⁺ (катион металла), а затем TH осуществляется реакцией MPV на катализаторе Cu. Cu ⁰ (металлический центр) действуют как активные центры дегидрирования IPA с образованием активного H * (Gong et al .2018).

Hengne et al. (2016) отметил, что сильная кислотная сила носителя катализатора (монтмориллонит, ММТ) и характер Бренстеда нанесенного катализатора способствовали этерификации LA с помощью i-PL, а также способствовали циклизации в направлении GVL.Luo et al. (2013) предполагают, что предпочтительны слабые кислотные центры Бренстеда в носителе. Обмен сайтов в катализаторе может варьировать тип кислотных центров и силу кислотности (Luo et al .2013). Например, включение катионов металлов в каркас цеолита может увеличить кислотность по Льюису, но кислотные центры могут быть слабее, а структура каркаса может оставаться неизменной (Ahmadvand et al .2020).

Wang et al. (2019) использовал MOF на основе Zr, UiO-66- (COOH) ₂ , для этерификации LA этанолом.Они приписали самые высокие выходы этиллевулината синергетической взаимосвязи между кислотными кластерами Zr Льюиса и кислотными центрами Бренстеда, обусловленными карбоксильной функционализацией каркаса UiO-66 (Wang et al .2019). Эта важная проблема для преобразования LA в GVL была также подчеркнута Kuwahara et al. (2017), показывая, что функционализация может влиять на кристалличность и площадь поверхности катализатора (Kuwahara et al .2017).

Альтернативой для изучения является производство металлоорганических каркасов с использованием лигандов, полученных из биомассы.Источником могут быть молекулы, богатые дикарбоновой кислотой, на платформе биоперерабатывающих заводов.

Таблица 1. Условия реакции и характеристики катализатора процессов CTHC для получения GVL, начиная с LA или LE без внешнего источника молекулярного водорода с использованием катализаторов из неблагородных металлов

LA: левулиновая кислота; EL: этиллевулинат; 2-PL: 2-пропиллевулинат; ML: метиллевулинат; BL: бутиллевулинат; P: давление, T: температура, Voc: занимаемый объем; PM: Метод приготовления; Vpore: объем пор; DProm: средний диаметр пор; S: определенная площадь; Le / Br: присутствие или соотношение кислотных центров Льюиса / Бренстеда; R: оцененные циклы рециркуляции; Конв.: преобразование; Selec .: селективность, Ref .: ссылка; I: пропитка; G: прививка; CP: соосаждение; II: Начальная импрегнация .; IWI: Пропитка для начального увлажнения

Таблица 2. Методы и оборудование для оценки различных характеристик катализаторов

Xu et al. (2017) исследовал потребность в кислотности носителя путем тестирования SBA-15, который представляет собой некислотный мезопористый диоксид кремния ( S _BET = 565 м ² , D _Pore = 7.5 нм) для гидрогенизации с переносом LA с IPA. Скорость реакции не определялась в используемых условиях реакции (3 ммоль LA, 50 ммоль IPA, 110 мг катализатора, 140 ºC, 20 мин) (Xu et al .2017). Можно получить металлический катализатор с кислотностью Льюиса и Бренстеда из инертного кремнеземного носителя путем равномерной загрузки дисперсных металлических частиц, поскольку сверхмалые нанокластеры металлов (такие как Sn, Al, Zr) могут создавать кислотные центры Бренстеда из гидроксильных групп, расположенных на поверхность (Ван и др. .2014; Сюй и др. . 2017). Однако высокая дисперсия не означает высокой нагрузки. Последние могут препятствовать кислотным центрам катализатора за счет агрегации металлических частиц, что может препятствовать адсорбции и уменьшать как площадь поверхности, так и диаметр пор. Xu et al. (2017) заметил это в ИК-спектрах адсорбции пиридина, когда высокие нагрузки SnO2 / SBA-15 (отношение Si / Sn 13) показали худшие пики, соответствующие взаимодействиям кислотных центров Бренстеда и более слабой кислоты Льюиса, по сравнению с оптимальным катализатором, который имел отношение Si / Sn 53 (Сюй и др. .2017).

В процессах CTHC этапом, определяющим время, по-видимому, является этерификация сложного эфира гидрокси-левулиновой кислоты для образования GVL, поскольку превращение LA (или LE) достигает максимума за короткое время по сравнению с максимальной селективностью GVL. Однако при CDH с последующей циклизацией этапом, определяющим скорость, является гидрирование из-за сложности диффузии молекулярного водорода в жидкость. 4-HPA имеет более низкую стерическую помеху, чем 4-HPE, и из-за этого может быть легче достичь лактонизации.

По сравнению с прямым гидрированием требуются более низкие концентрации субстрата и более длительное время реакции. Однако использование ионных жидкостей, сокатализаторов, микроволн и электрохимии, среди прочего, может помочь улучшить процессы. Основным препятствием для масштабируемости процесса CTHC является использование низких концентраций и возможность повторного использования катализатора, что увеличивает стоимость процесса. Использование благородных металлов с хорошими результатами при высоких концентрациях с почти нулевой потерей каталитической активности (Wan et al .2021) дает надежду на то, что изменение структуры или метода подготовки может привести к аналогичным результатам в более короткие сроки.

Приготовление катализатора важно, поскольку его свойства могут существенно зависеть от используемого метода. Например, в процессах CDH использовались цеолиты, которые представляют собой силикаты алюминия, которые в природе имеют кислотные центры Льюиса и Бренстеда и имеют высокую кислотность (Licursi et al .2018). Глины и мезопористые диоксиды кремния являются универсальными катализаторами с большими порами, что делает их отличной альтернативой для исследования.Металлоорганические каркасы являются многообещающими типами катализаторов, поскольку они могут обеспечивать отличную каталитическую активность с использованием металлических центров, которые могут быть неблагородными (Vasanthakumar et al .2020). Кроме того, биоперерабатывающий завод может производить большое количество дикарбоновых кислот, которые могут использоваться в качестве лигандов в этих структурах. Следовательно, объединение этих двух предложений настоятельно рекомендуется для процессов CTHC для уменьшения времени реакции, которое, по-видимому, является последней переменной, которую нужно разблокировать.

Дезактивация и возможность повторного использования катализатора имеют большое значение в этом процессе.Таким образом, для восстановления активности и селективности катализатора описание механизма имеет основополагающее значение для поиска наилучшей альтернативы. Возможность вторичного использования повышает устойчивость как с экономической, так и с экологической точки зрения.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ОТЧЕТНОСТЬ

Разработка подходящей системы для получения GVL из биомассы требует оптимизации условий реакции, характеристик катализатора и субстратов для гидрирования с каталитическим переносом LA или LE без внешнего молекулярного водорода.Согласно литературным данным, желательные условия для проведения CTHC при умеренном или низком давлении (≤ 2 МПа) включают:

• Низкая концентрация реагента.
• Использование вторичных спиртов в качестве доноров растворителя и водорода при высоком соотношении растворитель: субстрат, превышающем 4: 1.
• Бифункциональный катализатор металл / кислота, высокая дисперсия металла в кислотном носителе с хорошим взаимодействием металл / носитель для минимизации выщелачивания и умеренная кислотность при использовании высоких температур.Механизм дезактивации необходим для выполнения оптимального этапа регенерации для повторного использования катализатора и продления его жизненного цикла.
• Если ионные жидкости или другие сокатализаторы не используются, диапазон температур от 150 до 200 ° C гарантирует количественное преобразование сырья без образования промежуточных продуктов.
• При работе со сложными эфирами левулиновой кислоты в качестве растворителя должен использоваться вторичный спирт с такой же алкильной цепью, что и у сложного эфира, чтобы уменьшить количество побочных продуктов.

Высокие температуры гарантируют быструю реакцию.CTH занимает от 4 до 10 раз больше времени по сравнению с обычным гидрированием. Однако можно использовать температуры немного ниже 150 ° C, поскольку промежуточные продукты образуют барьер и продукт. Кроме того, длительное время реакции может привести к снижению капитальных вложений и энергопотребления.

CTHC можно настроить для одно- или многопродуктовой установки биопереработки, чтобы гарантировать эффективность. Однако необходимы инновации в катализаторах с лучшими характеристиками для реакций, участвующих в производстве GVL из биомассы, и соответствующая оптимизация их рабочих условий.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают признательность за поддержку Национальному университету Мисьонес (UNaM) и Национальному совету научных и технических исследований (CONICET), Аргентина.

ССЫЛКИ

Ахмадванд, М.С., Аскари, С., и Шарифи, К. (2020). «Синтез и эффективность ZSM-5 и HZSM-5 при обессеривании нафты», Международный журнал экологических наук и технологий 17 (7), 3541-3548.DOI: 10.1007 / s13762-020-02639-7

Ахмед, М. А., Ли, Дж. Х., Раджа, А. А., и Чой, Дж. У. (2020). «Влияние гамма-валеролактона на фракционирование измельченной в шаровой мельнице древесины сосны на экстракцию лигнина и его характеристики, а также на его соответствующее переваривание целлюлозы», Applied Sciences 10 (5), 1599. DOI: 10.3390 / app10051599

Аль-Наджи, М., Ван Элст, Дж., Ляо, Ю., Д’Хуллиан, М., Тиан, З., Ван, К., Глэзер, Р., и Селс, Б. Ф. (2020). «Пентановая кислота из γ-валеролактона и муравьиной кислоты с использованием бифункционального катализа», Green Chemistry 22 (4), 1171-1181.DOI: 10.1039 / c9gc02627d

Аль-Шаал, М. Г., Калин, М., Делидович, И., и Палковиц, Р. (2016). «Восстановление левулиновой кислоты с помощью микроволн с помощью спиртов, производящих γ-валеролактон, в присутствии катализатора Ru / C», Catalysis Communications 75, 65-68. DOI: 10.1016 / j.catcom.2015.12.001

Альбанезе, Дж. А. Ф., и Руис, М. П. (2015). Твердые отходы как возобновляемый ресурс: методология , CRC Press.

Алмейда, Л. Д., Роча, А. Л. А., Родригес, Т.С., Роблес-Азокар П. А. (2020). «Высокоселективное гидрирование левулиновой кислоты, катализируемое Ru на гибридном носителе TiO2-SiO2», Catalysis Today 344, 158-165. DOI: 10.1016 / J.CATTOD.2018.12.022

Алонсо, Д. М., Веттштейн, С. Г., и Думесик, Дж. А. (2012). «Биметаллические катализаторы для переработки биомассы в топливо и химикаты». Обзоры химического общества 41 (24), 8075-8098. DOI: 10.1039 / c2cs35188a

Алонсо, Д. М., Веттштейн, С. Г., и Думесик, Дж.А. (2013). «Гамма-валеролактон, молекула устойчивой платформы, полученная из лигноцеллюлозной биомассы», Green Chemistry 15 (3), 584-595. DOI: 10.1039 / c3gc37065h

Амарасекара, А.С., Хасан, М.А. (2015). «Катализируемое Pd / C превращение левулиновой кислоты в γ-валеролактон с использованием спирта в качестве донора водорода в микроволновых условиях», Catalysis Communications 60, 5-7. DOI: 10.1016 / J.CATCOM.2014.11.009

Антонетти, К., Бонари, Э., Ликурси, Д., Ди Насо, Н.Н., Галлетти А. М. Р. (2015). «Гидротермальное преобразование гигантского тростника в фурфурол и левулиновую кислоту: оптимизация процесса при микроволновом облучении и исследование отличительных агрономических параметров», Molecules 20 (12), 21232-21353. DOI: 10.3390 / молекулы201219760

Антонетти, К., Ликурси, Д., Фулиньяти, С., Валентини, Г., Располли Галлетти, А., Антонетти, К., Ликурси, Д., Фулиньяти, С., Валентини, Г., и Располли Галлетти, , AM (2016). «Новые рубежи в каталитическом синтезе левулиновой кислоты: от сахаров до сырой и отработанной биомассы в качестве исходного сырья», Катализаторы 6 (12), 196.DOI: 10.3390 / catal6120196

Антонетти, К., Меллони, М., Ликурси, Д., Фулиньяти, С., Рибечини, Э., Ривас, С., Параджо, Дж. К., Кавани, Ф., и Располли Галлетти, А. М. (2017). «Обезвоживание фруктозы и инулина с помощью микроволн до HMF, катализируемое ниобиевыми и цирконийфосфатными катализаторами», Applied Catalysis B: Environmental 206, 364-377. DOI: 10.1016 / J.APCATB.2017.01.056

Area, M. C., Felissia, F. E., и Vallejos, M. E. (2012). «Продукты делигнификации жома сахарного тростника», в: Сахарный тростник: производство, выращивание и использование, , стр.323-340.

Ассари Р. С., Ким Т., Лоу Дж. Дж., Грили Дж. И Кертисс Л. А. (2012). «Глюкоза и фруктоза для платформенных химикатов: понимание термодинамических ландшафтов кислотно-катализируемых реакций с использованием высокоуровневых методов ab initio», Physical Chemistry Chemical Physics 14 (48), 16603-16611. DOI: 10.1039 / c2cp41842h

Брейден, Д. Дж., Энао, К. А., Хельцель, Дж., Маравелиас, К. К., и Дюмесик, Дж. А. (2011). «Производство жидких углеводородных топлив путем каталитической конверсии левулиновой кислоты, полученной из биомассы», Green Chemistry 13 (7), 1755-1765.DOI: 10.1039 / c1gc15047b

Буй, Л., Луо, Х., Гюнтер, В. Р., Роман-Лешков, Ю. (2013). «Реакция домино, катализируемая цеолитами с кислотными центрами Бренстеда и Льюиса для производства γ-валеролактона из фурфурола», Angewandte Chemie — International Edition 52 (31), 8022-8025. DOI: 10.1002 / anie.201302575

Кабанильяс, М., Франко, А., Ласаро, Н., Балу, А. М., Луке, Р., и Пинеда, А. (2019). «Гидрирование с непрерывным переносом потока метиллевулината, полученного из биомассы, над Zr-содержащими цеолитами: понимание роли кислотности катализатора», Molecular Catalysis 477, article no.110522. DOI: 10.1016 / j.mcat.2019.110522

Цай, Б., Чжоу, Х.С., Мяо, Ю.С., Ло, Дж. Й., Пан, Х. и Хуанг, Ю. Б. (2017). «Усиленное каталитическое гидрирование с переносом этиллевулината в γ-валеролактон над надежным биметаллическим катализатором Cu-Ni», ACS Sustainable Chemistry and Engineering 5 (2), 1322-1331. DOI: 10.1021 / acssuschemeng.6b01677

Кампос, Дж. (2018). «Дегидрирование спиртов и полиолов с точки зрения производства водорода», Physical Sciences Reviews 3 (6).DOI: 10.1515 / psr-2017-0017

Цен, Ю., Чжу, С., Го, Дж., Чай, Дж., Цзяо, В., Ван, Дж., И Фань, В. (2018). «Кобальтовые катализаторы на носителе для селективного гидрирования этиллевулината до различных химикатов», RSC Advances 8 (17), 9152-9160. DOI: 10.1039 / c8ra01316k

Чандра, Т., и Зебровски, Дж. П. (2016). «Опасности, связанные с гидрогенизацией в лабораторном масштабе», Journal of Chemical Health & Safety 23, 16-25. DOI: 10.1016 / j.jchas.2015.10.019

Чен, М., Ма, К., Чжу, Дж. Ю., Мартин Алонсо, Д., и Рунге, Т. (2019). «Варка GVL способствует производству наноцеллюлозы из древесной биомассы», Green Chemistry 21 (19), 5316-5325. DOI: 10.1039 / C9GC01490J

Чен, В., Ян, Ю., Лан, X., Чжан, Б., Чжан, X., и Му, Т. (2021). «Полученный из биомассы γ-валеролактон: эффективное растворение и ускоренный щелочной гидролиз полиэтилентерефталата», Green Chemistry 23 (11), 4065-4073. DOI: 10.1039 / d1gc00665g

Керубини, Ф., Юнгмайер, Г., Веллиш, М., Виллке, Т., Скиадас, И., ван Ри, Р., и де Йонг, Э. (2009). «К общему подходу к классификации систем биопереработки», Биотопливо, биопродукты и биопереработка, 3 (5), 534-546. DOI: 10.1002 / bbb.172

Чиа, М., и Думесик, Дж. А. (2011). «Жидкофазное каталитическое гидрирование с переносом и циклизация левулиновой кислоты и ее сложных эфиров в γ-валеролактон над металлооксидными катализаторами», Chemical Communications 47 (44), 12233-12235.DOI: 10.1039 / c1cc14748j

Чу, С., Маджумдар, А. (2012). «Возможности и вызовы для устойчивого энергетического будущего», Nature 488 (7411), 294-303. DOI: 10.1038 / nature11475

Ковинич, Л. Г., Клаузер, Н. М., Фелиссия, Ф. Э., Валлехос, М. Е., и Ареа, М. С. (2020). «Проблема преобразования полисахаридов биомассы в левулиновую кислоту с помощью гетерогенных каталитических процессов», Биотопливо, биопродукты и биопереработка 14 (2), 417-445. DOI: 10.1002 / bbb.2062

Dechambre, D., Thien, J., and Bardow, A. (2017). «Когда 2 ^{-е биотопливо поколения} встречается с водой — проблема растворимости в воде и фазовой стабильности», Топливо 209, 615-623. DOI: 10.1016 / j.fuel.2017.07.110

Дэн, Л., Ли, Дж., Лай, Д. М., Фу, Ю. и Го, К. X. (2009). «Каталитическое превращение углеводов, полученных из биомассы, в γ-валеролактон без использования внешнего источника H ₂ », Angewandte Chemie — International Edition 48 (35), 6529-6532.DOI: 10.1002 / anie.2001

Дин Д., Ван Дж., Си Дж., Лю X., Лу Г. и Ван Ю. (2014). «Производство левулиновой кислоты из целлюлозы с высоким выходом и ее повышение до γ-валеролактона», Green Chemistry 16 (8), 3846-3853. DOI: 10.1039 / c4gc00737a

Датта, С., Ю, И. К. М., Цанг, Д. К. У., Нг, Ю. Х., Ок, Ю. С., Шервуд, Дж., И Кларк, Дж. Х. (2019). «Зеленый синтез гамма-валеролактона (GVL) посредством гидрирования левулиновой кислоты, полученной из биомассы, с использованием катализаторов из неблагородных металлов: критический обзор», Chemical Engineering Journal 372, 992-1006.DOI: 10.1016 / j.cej.2019.04.199

Фабос В., Мика Л. Т. и Хорват И. Т. (2014). «Селективное превращение левулиновой и муравьиной кислот в γ-валеролактон с использованием катализатора shvo», Organometallics 33 (1), 181-187. DOI: 10.1021 / om400938h

Фэн Дж., Чжун, Ю., Се, М., Ли, М., и Цзян, С. (2021). «Использование MOF-808 в качестве многообещающего носителя для иммобилизации ru для селективного гидрирования левулиновой кислоты до γ-валеролактона», Catalysis Letters 151 (1), 86-94.DOI: 10.1007 / s10562-020-03277-x

Галия А., Скьяво Б., Антонетти К., Галлетти А. М. Р., Интерранте Л., Лесси М., Скиалдоне О. и Валенти М. Г. (2015). «Предварительная обработка автогидролизом Arundo donax : Сравнение периодической реакции с использованием микроволн и проточных реакционных систем с высокой скоростью нагрева», Biotechnology for Biofuels 8 (1), 218. DOI: 10.1186 / s13068-015-0398-5

Гао, З., Фань, Г., Ян, Л., и Ли, Ф. (2017). «Двойные активные центры, кооперативно катализируемые переносом гидрирования этиллевулината над катализатором на основе рутения», Molecular Catalysis 442, 181-190.DOI: 10.1016 / j.mcat.2017.09.026

Гебоерс Дж., Ван Х., де Карвальо А. Б. и Ринальди Р. (2014). «Уплотнение схем биопереработки с помощью H-переноса с использованием никеля Ренея и 2-пропанола: тематическое исследование потенциального пути повышения ценности алкиллевулинатов до алкил-гидроксипентаноатов и гамма-валеролактона», журнал Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 388 –389, 106–115. DOI: 10.1016 / j.molcata.2013.11.031

Germán, L., Cuevas, J. M., Cobos, R., Pérez-Alvarez, L., и Vilas-Vilela, J.Л. (2021). «Зеленые сорастворители, альтернативные N -метил-2-пирролидон в водных полиуретановых дисперсиях», RSC Advances 11 (31), 19070-19075. DOI: 10.1039 / D1RA03157K

Аль Гхатта, А., Уилтон-Эли, Дж. Д. Э. Т. и Халлетт, Дж. П. (2021 г.). «От сахаров до FDCA: технико-экономическая оценка с использованием концепции дизайна, основанной на выборе растворителя и выбросах углекислого газа», Green Chemistry 23 (4), 1716. DOI: 10.1039 / d0gc03991h

Гилки М. и Сюй Б.(2016). «Гидрогенизация с гетерогенным каталитическим переносом как эффективный путь повышения качества биомассы», ACS Catalysis, 6 (3), 1420-1436. DOI: 10.1021 / acscatal.5b02171

Гун, В., Чен, К., Фань, Р., Чжан, Х., Ван, Г., и Чжао, Х. (2018). «Перенос-гидрирование фурфурола и левулиновой кислоты на медном катализаторе на носителе», Топливо 231, 165-171. DOI: 10.1016 / j.fuel.2018.05.075

Горенфло В., Шмак Г., Фогель Р. и Стейнбюхель А. (2001). «Разработка процесса биотехнологического крупномасштабного производства сложных полиэфиров, содержащих 4-гидроксивалерат, и определение их физико-механических свойств», Биомакромолекулы 2 (1), 45-57.DOI: 10.1021 / bm0000992

Хан, Дж. (2017). «Разработка процесса и технико-экономическая оценка каталитического производства целлюлозного γ- {валеролактона} с использованием пропилгуаякола, производного от лигнина», Journal of Industrial and Engineering Chemistry 52, 218-223. DOI: 10.1016 / j.jiec.2017.03.048

Хирес, Х., Хандана, Р., Чунаи, Д., Борромеус Расрендра, К., Гирисута, Б., и Ян Хирес, Х. (2009). «Комбинированная дегидратация / (перенос) -гидрирование C6-сахаров (D-глюкоза и D-фруктоза) до γ-валеролактона с использованием рутениевых катализаторов», Green Chemistry 11 (8), 1247-1255.DOI: 10.1039 / b

Хенне, А.М., Каду, Б.С., Бирадар, Н.С., Чикате, Р.С., и Роде, К.В. (2016). «Перенос гидрирования левулиновой кислоты, полученной из биомассы, в γ-валеролактон через никелевые катализаторы на носителе», RSC Advances 6 (64), 59753-59761. DOI: 10.1039 / C6RA08637C

Хенне А.М., Малавадкар А.В., Бирадара Н.С. и Роде К.В. (2014). «Поверхностный синергизм нанокомпозита Ag – Ni / ZrO ₂ для каталитического гидрирования с переносом биологических платформенных молекул», RSC Advances 4 (19), 9730-9736.DOI: 10.1039 / C3RA46495D

Сяо, К. Ю., Чиу, Х. Ю., Линь, Т. Ю., и Лин, К. Ю. А. (2020). «Сравнительное исследование гидрогенизации левулиновой кислоты в γ-валеролактон с помощью микроволнового каталитического переноса с использованием Ru / C, Pt / C и Pd / C», Chemical Engineering Communications Ранняя доступность. DOI: 10.1080 / 00986445.2020.17

Имелик Б. и Ведрин Дж. К. (1994). «Общее введение», в: Catalyst Characterization. Физические методы для твердых материалов , Springer, стр.1-10. DOI: 10.1007 / 978-1-4757-9589-9_1

Якоб М. и Илер Дж. (2015). «Климатология: негорючие запасы ископаемого топлива», Nature 517 (7533), 150-152. DOI: 10.1038 / 517150a

Джонстон Р. А. У., Уилби А. Х. и Энтвистл И. Д. (1985). «Гидрогенизация с гетерогенным каталитическим переносом и его связь с другими методами восстановления органических соединений», Chemical Reviews 85 (2), 129-170. DOI: 10.1021 / cr00066a003

Де Йонг, Э., Хигсон, А., Уолш П. и Веллиш М. (2011). «Биохимические продукты с добавленной стоимостью от биоперерабатывающих заводов», IEA Bioenergy, its Task 42 , .

Кан, С., Фу, Дж., Е, Ю., Ляо, В., Сяо, Ю., Ян, П., и Лю, Г. (2018). «Производство углеводородных масел из Γ-валеролактона из биомассы», Топливо 216, 747-751. DOI: 10.1016 / j.fuel.2017.12.062

Капанджи, К.К., Хей, К. Ф., и Горгенс, Дж. Ф. (2021). «Техноэкономика биоперерабатывающих заводов лигноцеллюлозы на сахарных заводах в Южной Африке с использованием процесса биотоплива для совместного производства левулиновой кислоты, фурфурола и электроэнергии вместе с гамма-валерактоном», Биомасса и биоэнергетика 146, статья №. 106008. DOI: 10.1016 / j.biombioe.2021.106008

Касар, Г. Б., Дате, Н. С., Бхосале, П. Н., Роде, К. В. (2018). «Управление селективностью сложного эфира и γ-валеролактона при гидрировании левулиновой кислоты», Energy and Fuels 32 (6), 6887-6900.DOI: 10.1021 / acs.energyfuels.8b01263

Ким, Х., Чой, Дж. И Вон, В. (2020a). «Синтез процесса и анализ производства зеленого пластикового мономера из целлюлозы», Журнал чистого производства 277, статья №. 124072. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2020.124072

Ким, Х., Ли, С. и Вон, В. (2020b). «Экономичный процесс совместного производства возобновляемых полимеров и химических веществ с добавленной стоимостью из лигноцеллюлозной биомассы», Журнал чистого производства 276, статья №.124237. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2020.124237

Кобаяси, Х., Мацухаши, Х., Команоя, Т., Хара, К., и Фукуока, А. (2011). «Перенос гидрирования целлюлозы в сахарные спирты через рутениевые катализаторы на носителе», Chemical Communications 47 (8), 2366-2368. DOI: 10.1039 / c0cc04311g

Кумаравел, С., Тирипурантаган, С., Дураи, М., Эрусаппан, Э. и Вембули, Т. (2020). «Каталитическое гидрирование с переносом левулиновой кислоты, полученной из биомассы, в γ-валеролактон на катализаторах Sn / Al-SBA-15», New Journal of Chemistry 44 (20), 8209-8222.DOI: 10.1039 / d0nj01288b

Кувахара Ю., Канго Х. и Ямасита Х. (2017). «Каталитическое переносное гидрирование левулиновой кислоты и ее сложных эфиров, полученных из биомассы, в γ-валеролактон через функционализированный сульфоновой кислотой UiO-66», ACS Sustainable Chemistry and Engineering 5 (1), 1141-1152. DOI: 10.1021 / acssuschemeng.6b02464

Ланге, Дж. П., Прайс, Р., Аюб, П. М., Луис, Дж., Петрус, Л., Кларк, Л., и Госселинк, Х. (2010). «Биотопливо Valeric: платформа целлюлозного транспортного топлива», Angewandte Chemie — International Edition 49 (26), 4479-4483.DOI: 10.1002 / anie.201000655

Ли, К., Сюй, Г., Чжай, Ю., Лю, X., Ма, Ю., и Чжан, Ю. (2017a). «Гидрирование этиллевулината, полученного из биомассы, в Γ-валеролактон с помощью биметаллических Ni и Fe катализаторов, нанесенных на активированный уголь», Топливо 203, 23-31. DOI: 10.1016 / j.fuel.2017.04.082

Ли, Ф., Франция, Л. Дж., Цай, З., Ли, Ю., Лю, С., Лу, Х., Лонг, Дж., И Ли, X. (2017b). «Каталитическое гидрирование с переносом бутиллевулината в Γ-валеролактон над фосфатами циркония с регулируемыми кислотными центрами Льюиса и Бренстеда», Applied Catalysis B: Environmental 214 (Appl.Катал. B Environ.), 67-77. DOI: 10.1016 / j.apcatb.2017.05.013

Ли, Ф., Ли, З., Франция, Л. Дж., Му, Дж., Сонг, К., Чен, Ю., Цзян, Л., Лонг, Дж., И Ли, X. (2018a). «Высокоэффективное гидрирование с переносом эфиров левулината в γ-валеролактон над основным карбонатом циркония», Industrial & Engineering Chemistry Research 57 (31), 10126-10136. DOI: 10.1021 / acs.iecr.8b00712

Ли, X., Лю, Q., Si, C., Lu, L., Luo, C., Gu, X., Liu, W., and Lu, X. (2018b). «Экологичное и эффективное производство фурфурола из початков кукурузы над H-ZSM-5 с использованием гамма-валеролактона в качестве растворителя», Промышленные культуры и продукты 120, 343-350.DOI: 10.1016 / j.indcrop.2018.04.065

Ли, X., Юань, X., Xia, G., Liang, J., Liu, C., Wang, Z., and Yang, W. (2020). «Каталитическое производство γ-валеролактона из ксилозы поверх расслоенного цеолита Zr-Al-SCM-1 посредством каскадного процесса», Journal of Catalysis 392, 175-185. DOI: 10.1016 / j.jcat.2020.10.004

Ликурси, Д., Антонетти, К., Бернардини, Дж., Чинелли, П., Колтелли, М. Б., Лазцери, А., Мартинелли, М., и Галлетти, А. М. Р. (2015). «Описание модели Arundo donax L.твердый остаток гидротермальной конверсии: сравнение с техническими лигнинами и перспективы применения », Промышленные культуры и продукты 76, 1008-1024. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2015.08.007

Ликурси, Д., Антонетти, К., Фулиньяти, С., Джаннони, М., и Располли Галлетти, А. М. (2018a). «Каскадная стратегия для настраиваемой каталитической валоризации левулиновой кислоты и γ-валеролактона в 2-метилтетрагидрофуран и спирты», Катализаторы 8 (7). DOI: 10.3390 / catal8070277

Ликурси, Д., Антонетти, С., Фулиньяти, С., Витоло, С., Пуччини, М., Рибечини, Э., Бернаццани, Л., и Располли Галлетти, А. М. (2017). «Углубленное описание ценного угля, полученного в результате гидротермального преобразования скорлупы фундука в левулиновую кислоту», Технология биоресурсов 244, 880-888. DOI: 10.1016 / J.BIORTECH.2017.08.012

Ликурси, Д., Антонетти, К., Маттонай, М., Перес-Армада, Л., Ривас, С., Рибечини, Э., и Располли Галлетти, А. М. (2018b). «Многовариантность гигантского тростника ( Arundo donax L.) для получения левулиновой кислоты и ценных фенольных антиоксидантов », Промышленные культуры и продукты 112, 6-17. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2017.11.007

Лилга, М. А., Падмаперума, А. Б., Обери, Д. Л., Джоб, Х. М., и Свита, М. С. (2018). «Кетонизация левулиновой кислоты и Γ-валеролактона до прекурсоров углеводородного топлива», Катализ сегодня 302, 80-86. DOI: 10.1016 / j.cattod.2017.06.021

Лин Т. Ю., Линь К. Ю. А. (2019). «Каталитическое гидрирование с переносом левулиновой кислоты в γ-валеролактон с использованием микроволнового излучения с использованием металлоорганических каркасов на основе циркония: сравнительное исследование с традиционными процессами нагрева», журнал Тайваньского института инженеров-химиков, 96, 321-328.DOI: 10.1016 / j.jtice.2018.11.026

Лю М., Ли С., Фань Г., Ян Л. и Ли Ф. (2019). «Иерархические цветочные биметаллические катализаторы NiCu для каталитического переноса гидрирования этиллевулината в γ-валеролактон», Industrial and Engineering Chemistry Research 58 (24), 10317-10327. DOI: 10.1021 / acs.iecr.9b01774

Лю X., Ян В., Чжан К., Ли К. и Ву Х. (2020). «Современные подходы к алкиллевулинатам через эффективную валоризацию производных биомассы», Frontiers in Chemistry __, __-__ DOI: 10.3389 / fchem.2020.00794

Луо, В., Дека, У., Бил, А. М., Ван Эк, Э. Р. Х., Брейнинкс, П. К. А., Векхейзен, Б. М. (2013). «Катализируемое рутением гидрирование левулиновой кислоты: влияние носителя и растворителя на селективность и стабильность катализатора», Journal of Catalysis 301, 175-186. DOI: 10.1016 / j.jcat.2013.02.003

Мамун, О., Салехин, М., Бонд, Дж. К., и Хейден, А. (2019). «Исследование эффектов растворителя при гидродеоксигенации левулиновой кислоты в γ-валеролактон на катализаторах Ru», Journal of Catalysis 379, 164-179.DOI: 10.1016 / j.jcat.2019.09.026

Марискаль Р., Майрелеш-Торрес П., Охеда М., Садаба И. и Лопес Гранадос М. (2016). «Фурфурол: возобновляемая и универсальная платформенная молекула для синтеза химикатов и топлива», Energy and Environmental Science 9 (4), 1144-1189. DOI: 10.1039 / c5ee02666k

Maumela, M., Marx, S., and Meijboom, R. (2021). «Гетерогенные Ru катализаторы как новые потенциальные превосходные катализаторы в селективном гидрировании био-производной левулиновой кислоты до γ-валеролактона: влияние размера частиц, растворителя и носителя на активность, стабильность и селективность», Катализаторы 11 (2) , 292.DOI: 10.3390 / catal11020292

Мецкер Г., Буртолосо А. С. Б. (2015). «Превращение левулиновой кислоты в γ-валеролактон с использованием Fe ₃ (CO) ₁₂ : имитация установки биопереработки с использованием неочищенных щелоков от кислотного гидролиза биомассы», Chemical Communications 51 (75), 14199-14202. DOI: 10.1039 / C5CC02993G

Молинер М., Роман-Лешков Ю., Дэвис М. Э. (2010). «Цеолиты, содержащие олово, являются высокоактивными катализаторами изомеризации глюкозы в воде», Proceedings of the National Academy of Sciences 107 (14), 6164-6168.DOI: 10.1073 / pnas.1002358107

Мунник П., де Йонг П. Э. и де Йонг К. П. (2015). «Последние разработки в области синтеза катализаторов на носителе», Chemical Reviews 115 (14), 6687-6718. DOI: 10.1021 / cr500486u

Осатиаштиани А., Ли А. Ф. и Уилсон К. (2017). «Последние достижения в производстве γ-валеролактона из сырья, полученного из биомассы, посредством гетерогенного каталитического переноса гидрирования», Journal of Chemical Technology & Biotechnology 92 (6), 1125-1135.DOI: 10.1002 / jctb.5213

Путро, Дж. Н., Курниаван, А., Соэтареджо, Ф. Э., Лин, С.-Й., Джу, Ю.-Х., и Исмаджи, С. (2015). «Производство гамма-валеролактона из жома сахарного тростника с использованием платины на TiO ₂ и активированного кислотой бентонита в качестве сокатализатора», RSC Advances 5 (51), 41285-41299. DOI: 10.1039 / C5RA06180F

Ци, X., Ватанабэ, М., Аида, Т. М., и Смит, Р. Л. (2008). «Каталитическое превращение фруктозы и глюкозы в 5-гидроксиметилфурфурол в горячей сжатой воде с помощью микроволнового нагрева», Catalysis Communications 9 (13), 2244-2249.DOI: 10.1016 / j.catcom.2008.04.025

Куанг, Х., Ма, Й., Боррега, М., и Сикста, Х. (2016). «Биопереработка древесины на основе фракционирования γ-валеролактон / вода», Green Chemistry 18 (20), 5466-5476. DOI: 10.1039 / C6GC01692H

Ракеманн, Д. В. и Доэрти, В. О. С. (2011). «Превращение лигноцеллюлозы в левулиновую кислоту», Biofuels, Bioproducts and Biorefining 5 (2), 198-214. DOI: 10.1002 / bbb.267

Рибечини, Э., Занабони, М., Располли Галлетти, А.М., Антонетти, К., Наси о Ди Насо, Н., Бонари, Э., и Коломбини, М. П. (2012). «Py-GC / MS характеристика дикого и выбранного клона Arundo donax и его остатков после каталитической гидротермальной конверсии в продукты с высокой добавленной стоимостью», журнал Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 94, 223-229. DOI: 10.1016 / j.jaap.2011.12.013

Ривас, С., Располли-Галлетти, А.М., Антонетти, К., Сантос, В., и Параджо, Дж. К. (2015). «Устойчивое производство левулиновой кислоты из целлюлозной фракции Pinus pinaster Wood: Работа в водной среде при микроволновом облучении», Journal of Wood Chemistry and Technology 35 (5), 315-324.DOI: 10.1080 / 02773813.2014.962152

Ривас, С., Располли Галлетти, А., Антонетти, К., Ликурси, Д., Сантос, В., Параджо, Дж., Ривас, С., Располли Галлетти, А.М., Антонетти, К., Ликурси, Д. ., Сантос В. и Параджо Дж. К. (2018). «Каскадное преобразование древесины эвкалипта глобульного дерева без гемицеллюлозы: производство концентрированных растворов левулиновой кислоты для устойчивого препарата гамма-валеролактона», Катализаторы 8 (4), 169. DOI: 10.3390 / catal8040169

Рохас-Бузо, С., Гарсия-Гарсия, П., и Корма, А. (2018). «Каталитическое гидрирование с переносом карбонилов, полученных из биомассы, на металлоорганические каркасы на основе гафния», ChemSusChem 11 (2), 432-438. DOI: 10.1002 / cssc.201701708

Рупперт, А.М., Йонджейчик, М., Снека-Платек, О., Келлер, Н., Думон, А.С., Мишель, К., Сотет, П., и Грамс, Дж. (2016). «Ru катализаторы гидрирования левулиновой кислоты с муравьиной кислотой в качестве источника водорода», Green Chemistry 18 (7), 2014-2028 гг. DOI: 10.1039 / c5gc02200b

Садаба И., Гранадос М. Л., Риисагер А. и Таарнинг Э. (2015). «Дезактивация твердых катализаторов в жидких средах: случай выщелачивания активных центров в реакциях конверсии биомассы», Green Chemistry 17 (8), 4133-4145. DOI: 10.1039 / C5GC00804B

Саксена Р. К., Адхикари Д. К. и Гоял Х. Б. (2009). «Энергетическое топливо на основе биомассы через биохимические пути: обзор», Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (1), 167-178. DOI: 10.1016 / j.rser.2007.07.011

Шуберт Т. (2020). «Маршруты производства усовершенствованных возобновляемых спиртов C1-C4 в качестве компонентов биотоплива — обзор», Биотопливо, биопродукты и биопереработка 14 (4), 845-878. DOI: 10.1002 / bbb.2109

Шенде В. С., Раут А. Б., Рагхав П., Келкар А. А. и Бханедж Б. М. (2019). «Гидрирование с асимметричным переносом при комнатной температуре левулиновой кислоты, полученной из биомассы, в оптически чистый γ-валеролактон с использованием рутениевого катализатора», ACS Omega 4 (21), 19491-19498.DOI: 10.1021 / acsomega.9b03424

Шиваре А., Кумар А. и Шривастава Р. (2020). «Учет каталитического переноса гидрогенизации и гидрогенолиза углеводородных возобновляемых платформенных химикатов по сравнению с катализаторами из недрагоценных гетерогенных металлов», ChemCatChem cctc.202001415. DOI: 10.1002 / cctc.202001415

Сунь, М., Ся, Дж., Ван, Х., Лю, X., Ся, К., и Ван, Ю. (2018). «Эффективный катализатор NixZryO для гидрирования био-производного метиллевулината до Γ-валеролактона в воде при низком давлении водорода», Applied Catalysis B: Environmental 227 (январь), 488-498.DOI: 10.1016 / j.apcatb.2018.01.010

Сунг, К., Ли, М., Чеонг, Ю. и Чан, Х. (2020). «Катализируемое Ir (трискарбеном) устойчивое гидрирование переноса левулиновой кислоты в γ-валеролактон», Прикладная металлоорганическая химия DOI: 10.1002 / aoc.6105

Табанелли Т., Васкес П. Б., Паоне Э., Пьетропаоло Р., Димитратос Н., Кавани Ф. и Мауриелло Ф. (2020). «Улучшенное каталитическое гидрирование сложных эфиров левулината со спиртами на катализаторе ZrO ₂ », Chemistry Proceedings 2 (1), 28.DOI: 10.3390 / eccs2020-07585

Тан, Б., Ли, С., Сун, В.-К., Ян, Э.-К., Чжао, X.-Дж., Гуань, Н., и Ли, Л. (2019a). «Иерархический гафносиликатный цеолит типа FAU как надежный катализатор на основе кислоты Льюиса для гидрирования с каталитическим переносом», ACS Sustainable Chemistry & Engineering 7 (19), 16329-16343. DOI: 10.1021 / acssuschemeng.9b03347

Тан X., Чен, Х., Ху, Л., Хао, В., Сунь, Ю., Цзэн, X., Лин, Л., и Лю, С. (2014a). «Превращение биомассы в γ-валеролактон путем каталитического гидрирования с переносом этиллевулината над гидроксидами металлов», Applied Catalysis B: Environmental 147, 827-834.DOI: 10.1016 / j.apcatb.2013.10.021

Тан, X., Сунь, Y., Цзэн, X., Лей, Т., Ли, Х., и Лин, Л. (2019b). «Γ-Валеролактон (GVL) — отличный растворитель и многообещающий строительный блок», в: Biomass, Biofuels, Biochemicals: Recent Advances in Development of Platform Chemicals , S. Saravanamurugan, H. Li, A. Riisager, and A. Pandey (eds.), Стр. 199-226. DOI: 10.1016 / B978-0-444-64307-0.00007-X

Тан X., Цзэн X., Ли, З., Ху, Л., Сунь, Ю., Лю, С., Лэй, Т., и Лин, Л.(2014b). «Производство гамма-валеролактона из лигноцеллюлозной биомассы для устойчивого снабжения топливом и химикатами», Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 40, 608-620. DOI: 10.1016 / j.rser.2014.07.209

Циги, Ю. А., Цзюй, Ю. Х. (2012). «Жмых сахарного тростника: предварительная обработка и некоторые продукты с добавленной стоимостью», в: Сахарный тростник: производство, выращивание и использование, , 237-256.

Валекар, А. Х., Чо, К.-Х., Читале, С. К., Хонг, Д.-Й., Ча, Г.-Й., Ли, У.-Х., Хван, Д.В., Серр, К., Чанг, Ж.-С., и Хван, Ю. К. (2016). «Каталитическое гидрирование с переносом этиллевулината в γ-валеролактон над металлорганическими каркасами на основе циркония», Green Chemistry 18 (16), 4542-4552. DOI: 10.1039 / C6GC00524A

Валлехос, М. Э., Фелиссия, Ф. Э., и Ареа, М. С. (2017). «Гидротермальные обработки, применяемые к отходам агро- и лесной промышленности для производства соединений с высокой добавленной стоимостью», BioResources 12 (1), 2058–2080.

Васантакумар, П., Синдхуджа, Д., Сентил Раджа, Д., Лин, К. Х. и Карвембу, Р. (2020). «MOF железа и хрома как устойчивые катализаторы гидрогенизации карбонильных соединений и преобразования биомассы», New Journal of Chemistry 44 (20), 8223–8231. DOI: 10.1039 / d0nj00552e

Vu, H.-T., Goepel, M., and Gläser, R. (2021). «Повышение гидротермальной стабильности цеолита Y за счет катионного обмена La 3 ⁺ в качестве катализатора водно-фазового гидрирования левулиновой кислоты», RSC Advances 11 (10), 5568-5579.DOI: 10.1039 / d0ra08907a

Ван, Ф., Ян, Б., Чжу, Дж., Цзян, Д., Чжан, Х., Чжан, К., Чен, С., Чжан, К., Лю, Ю., и Фу, З. . (2021 г.). «Перенос гидрирования левулиновой кислоты с высокой концентрацией в γ-валеролактон, катализируемый глюкозофосфатом карбамидом цирконием», Green Chemistry 23 (9), 3428-3438. DOI: 10.1039 / d1gc00209k

Ван Д., Аструк Д. (2015). «Золотой век гидрогенизации с переносом», Chemical Reviews 115 (13), 6621-6686. DOI: 10.1021 / acs.chemrev.5b00203

Ван, Ф., Чен, З., Чен, Х., Гётджен, Т.А., Ли, П., Ван, X., Алайоглу, С., Ма, К., Чен, Ю., Ван, Т., Исламоглу, Т., Фанг, Й., Снурр, Р. К., и Фарха, ОК (2019). «Взаимодействие кислотных центров Льюиса и Бренстеда в металлоорганических каркасах на основе Zr для эффективной этерификации левулиновой кислоты, полученной из биомассы», ACS Applied Materials and Interfaces 11 (35), 32090-32096. DOI: 10.1021 / acsami.9b07769

Ван, Х., Ву, Ю., Цзинь, Т., Донг, К., Пэн, Дж., Ду, Х., Цзэн, Й., и Дин, М. (2020a). «Ориентированное превращение γ-валеролактона в бензиновые топлива с помощью интегрированной каталитической системы», Молекулярный катализ 498, статья №. 111267. DOI: 10.1016 / j.mcat.2020.111267

Ван Л., Цзян К. К., Чжан Н. и Чжан З. Х. (2021 г.). «Катализируемый родием синтез изохинолино [1,2-b] хиназолинов посредством аннулирования C-H в полученном из биомассы γ-валеролактоне», Asian Journal of Organic Chemistry. DOI: 10.1002 / ajoc.202100247

Ван, Л., Чжан, Дж., Ван, X., Чжан, Б., Цзи, В., Мэн, X., Ли, Дж., Су, Д.С., Бао, X., и Сяо, Ф.С. ( 2014). «Создание кислотных центров Бренстеда на твердых катализаторах на основе Sn для превращения биомассы», журнал Journal of Materials Chemistry A 2 (11), 3725-3729. DOI: 10.1039 / c3ta14982j

Ван Т., Хэ Дж. И Чжан Ю. (2020b). «Производство γ-валеролактона путем однореакторной трансформации углеводов, полученных из биомассы, на рутениевом катализаторе на хитозановом носителе в сочетании с цеолитом ZSM-5», European Journal of Organic Chemistry 2020 (11), 1611-1619.DOI: 10.1002 / ejoc.201

4

Ван Й., Плазл И., Верньер-Хассими Л. и Левенер С. (2020c). «От калориметрии к оценке термического риска: производство гамма-валеролактона путем гидрирования алкиллевулинатов», Технологическая безопасность и охрана окружающей среды 144, 32-41. DOI: 10.1016 / j.psep.2020.07.017

Веттштейн, С. Г., Алонсо, Д. М., Чонг, Ю., и Думесик, Дж. А. (2012). «Производство левулиновой кислоты и гамма-валеролактона (GVL) из целлюлозы с использованием GVL в качестве растворителя в двухфазных системах», Energy and Environmental Science 5 (8), 8199-8203.DOI: 10.1039 / c2ee22111j

Виндом Б. К., Ловестед Т. М., Маскаль М., Никитин Е. Б. и Бруно Т. Дж. (2011). «Расширенный анализ кривой дистилляции этиллевулината как оксигената дизельного топлива и гибридного биодизельного топлива», Energy and Fuels 25 (4), 1878-1890. DOI: 10.1021 / ef200239x

Вонг, К. Ю., Чой, А. В. Т., Луи, М. Ю., Фридрих, Б., Хорват, А. К., Мика, Л. Т., и Хорват, И. Т. (2017). «Стабильность гамма-валеролактона в нейтральных, кислых и основных условиях», Structural Chemistry 28 (2), 423-429.DOI: 10.1007 / s11224-016-0887-6

Уорсли К., Раптис Д., Мерони С., Дулин А., Гарсия-Родригес Р., Дэвис М. и Уотсон Т. (2021 г.). «Γ-Валеролактон: нетоксичный зеленый растворитель для высокостабильных печатных мезопористых перовскитных солнечных элементов», Energy Technology , арт. 2100312. DOI: 10.1002 / ente.202100312

Райт, У. Р. Х., Палковиц, Р. (2012). «Разработка гетерогенных катализаторов превращения левулиновой кислоты в γ-валеролактон», ChemSusChem 5 (9), 1657-1667.DOI: 10.1002 / cssc.201200111

Се, К., Сун, Дж., Чжоу, Б., Ху, Дж., Чжан, З., Чжан, П., Цзян, З., и Хань, Б. (2016). «Пористый фосфонат гафния: новый гетерогенный катализатор для превращения левулиновой кислоты и сложных эфиров в γ-валеролактон», ACS Sustainable Chemistry and Engineering 4 (11), 6231-6236. DOI: 10.1021 / acssuschemeng.6b02230

Сюй, С., Ю, Д., Е, Т., и Тиан, П. (2017). «Каталитическое гидрирование с переносом левулиновой кислоты в γ-валеролактон над бифункциональным оловянным катализатором», RSC Advances 7 (2), 1026-1031.DOI: 10.1039 / c6ra25594a

Ян К., Чен А. (2014). «Селективное гидрирование фурфурола и левулиновой кислоты до биотоплива на экологически чистом катализаторе Cu-Fe», Топливо 115, 101-108. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.06.042

Ян, К., Ян, Ю., Чай, Дж., И Лу, Ю. (2015). «Каталитические реакции гамма-валеролактона: платформа для топлива и химикатов с добавленной стоимостью», Applied Catalysis B: Environmental 179, 292-304. DOI: 10.1016 / j.apcatb.2015.04.030

Ян Б., Цинь, X., Дуань, C., He, Z., и Ni, Y. (2021). «Преобразование беленой крафт-целлюлозы из древесины твердых пород в растворяющуюся целлюлозу с использованием растворов органических электролитов», Целлюлоза 28 (3), 1311-1320. DOI: 10.1007 / s10570-020-03642-4

Ян, Ю., Чжан, С., Гу, Л., Шао, С., Ли, В., Цзэн, Д., Ян, Ф., и Хао, С. (2020). «Стабильные желточные катализаторы гидрирования водной левулиновой кислоты внутри одной наночастицы Ru, закрепленной внутри мезопористой оболочки полых углеродных сфер», Journal of Colloid and Interface Science 576, 394-403.DOI: 10.1016 / j.jcis.2020.05.039

Янг, З., Хуанг, Ю. Б., Го, К. X., Фу, Ю. (2013). «Катализируемое никелем Raney гидрирование переноса эфиров левулината в γ-валеролактон при комнатной температуре», Chemical Communications 49 (46), 5328-5330. DOI: 10.1039 / c3cc40980e

Ю, З., Лу, X., Сюн, Дж., Ли, X., Бай, Х., и Цзи, Н. (2020a). «Гетерогенно-каталитическое гидрирование левулиновой кислоты до γ-валеролактона с муравьиной кислотой в качестве внутреннего источника водорода», ChemSusChem 13 (11), 2916-2930.DOI: 10.1002 / cssc.202000175

Ю, З., Мэн, Ф., Ван, Ю., Сунь, З., Лю, Ю., Ши, К., Ван, В., и Ван, А. (2020b). «Каталитическое гидрирование с переносом левулиновой кислоты в γ-валеролактон на катализаторах Ni 3 P-CePO ₄ », Industrial & Engineering Chemistry Research 59 (16), 7416-7425. DOI: 10.1021 / acs.iecr.0c00257

Юнь, В. К., Линь, Т. Ю., Чиу, Х. Ю., и Лин, К. Ю. А. (2020). «Каталитическое гидрирование с переносом левулиновой кислоты в γ-валеролактон с помощью микроволнового облучения с использованием рутения: сравнительное исследование с обычными процессами нагрева», Waste and Biomass Valorization 11 (6), 2783-2793.DOI: 10.1007 / s12649-019-00623-y

Юнь, В. К., Ян, М. Т., и Лин, К. Ю. А. (2019). «Водные металлоорганические каркасы на основе циркония в качестве экологически чистых и эффективных катализаторов для каталитического переноса гидрирования левулиновой кислоты в γ-валеролактон: критические роли модуляторов», Journal of Colloid and Interface Science 543, 52-63. DOI: 10.1016 / j.jcis.2019.02.036

Чжан, Х., Лю, X., и Ли, Дж. (2018). «Характеристики нескольких растворителей на расщепление меж- и внутримолекулярных связей лигнина в остатке кукурузного початка», ChemSusChem 11 (9), 1494-1504.DOI: 10.1002 / cssc.201800309

Чжан Ю., Ли К. и Фу Ю. (2017). «Последние достижения в гидрировании левулиновой кислоты и ее сложных эфиров до γ-валеролактона», Химия и промышленность лесных товаров 37 (3), 10-20. DOI: 10.3969 / j.issn.0253-2417.2017.03.002

Чжао, В., Мейер, С., Ян, С., и Риисагер, А. (2020). «Аммиачный боран позволил повысить качество производных биомассы при комнатной температуре», Green Chemistry 22 (18), 5972-5977. DOI: 10.1039 / d0gc02372h

Статья подана: 6 июля 2021 г .; Рецензирование завершено: 8 августа 2021 г .; Статья принята в доработку: 14 августа 2021 г .; Опубликовано: 20 августа 2021 г.

DOI: 10.15376 / biores.16.4.Gonzalez

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Производство 2,5-фурандикарбоновой кислоты из фруктозы

ВВЕДЕНИЕ