محققان آکادمی علوم چین و دانشگاه پکن روشی را با حضور کاتالیزور Sn-ceria ارائه داده‌اند که امکان انتقال مؤثر زیست‌توده به محیط آبی را فراهم می‌کند. استفاده از زیست‌توده زمانی که از شیمی سبز و بازیابی انرژی صحبت می‌شود اهمیت پیدا می‌کند. این ترکیبات می‌توانند به عنوان منبع کربن یا انرژی استفاده شوند. در این روش، مسیری برای بهینه‌سازی استفاده از کربن آلی مطرح شده است و در آن کاتالیزورهای زیستی و شیمیایی در جهت تولید انتخابی محصولات ارزشمند شیمیایی با هم یکی شده‌اند.
یکی از بهترین روش‌ها برای استفاده از زیست‌توده‌ها، انتقال آن‌ها به محلول آبی دارای اکسیژنات است. اما چون غلظت اکسیژنات‌ها بسیار کم است باید از روش‌هایی هم‌چون تراوش تبخیری، جذب و جداسازی گازی استفاده شود تا غلظت اکسیژنات‌ها افزایش یابد. این روش‌ها موجب افزایش قیمت می‌شوند و استفاده از زیست‌توده‌ها را با عدم توجیه اقتصادی مواجه می‌کنند. یکی از محلول‌های پرکاربرد در صنعت که میزان اکسیژنات پایینی دارد ABE است.
کارایی و انتخابی بودن فرآیند انتقال حدواسط‌‌ها یک چالش بزرگ اقتصادی به حساب می‌آید. مؤسسه‌ی شیمی- فیزیک آکادمی علوم چین همراه با دانشگاه پکن روش جدیدی را برای انتقال مستقیم و انتخابی مخلوط خام اولیه زیست‌توده به محصولات غیرقابل حل در آب طراحی کرده‌اند. برای افزایش کارایی فرآیند انتقال لازم است تا از یک کاتالیزور مقاوم به آب استفاده شود.
یکی از ترکیبات پرکاربرد، محلول تخمیری ABE (استون+ n-بوتانول+ اتانول) است. در حضور کاتالیزور امکان انتقال ۷۰ درصد از کربن موجود در محلول آبی ABE به ۴- هپتانون (۴HPO) فراهم شده است. کاتالیزور این واکنش Sn-ceria است که ترکیبی از سرب غلیظ شده با سریم‌اکسید(ceria) می‌باشد. این کاتالیزور در بسیاری از واکنش‌های اسید- باز دیگری هم‌چون دهیدرولیزاسیون، واکنش الکلی Guerbet و استریفیکاسیون استفاده می‌شود. عملکرد مناسب کاتالیزور به علت پراکندگی بالای قلع و واکنش‌گری اکسیژن موجود در ceria است. ceria به راحتی موجب تبدیل محلول تخمیری ABE به ۷۸ درصد ۴- هپتانون و ۱۵ درصد ۲- پنتانون می‌شود.
در عملکرد مناسب کاتالیزور، آب یک فاکتور کلیدی مهم به حساب می‌آید. ۷ مرحله در تبدیل بوتانول به ۴-هپتانون طی می‌شود که در همه‌ی این مراحل آب به عنوان عامل اصلی تولید اکسیژن فعال و هیدروژن حضور دارد. در مسیر تولید ۴-هپتانون، بوتانول و اتانول دهیدرولیز می‌شوند و آلدئید تولید می‌شود. سریم‌اکسید بهترین اثر را بر روی دهیدرولیزاسیون n-بوتانول دارد.
☑ منبع خبر
☑ لینک مقاله
