Во последниве години, со зголемениот недостиг на фосилни ресурси и влошувањето на животната средина на луѓето, ефикасното и одржливо користење на обновливите извори како што е биомасата стана фокус на истражувањето и вниманието на научниците ширум светот. Мравја киселина, еден од главните нуспроизводи во биорефинирањето, има карактеристики на евтина и лесна за добивање, нетоксична, висока енергетска густина, обновлива и разградлива, итн. дополнително да се прошири полето на примена на мравја киселина, но исто така помага да се решат некои вообичаени проблеми со тесно грло во идната технологија за биорефинирање. Овој труд накратко ја разгледа истражувачката историја на искористување на мравја киселина, го сумираше најновиот истражувачки напредок на мравја киселина како ефикасен и повеќенаменски реагенс и суровина во хемиската синтеза и каталитичката конверзија на биомаса и го спореди и анализираше основниот принцип и каталитичкиот систем користење на активирање на мравја киселина за да се постигне ефикасна хемиска конверзија. Се посочува дека идното истражување треба да се фокусира на подобрување на ефикасноста на искористување на мравја киселина и остварување на синтеза со висока селективност и дополнително да го прошири полето на примена на оваа основа.
Во хемиската синтеза, мравја киселина, како еколошки и обновлив мултифункционален реагенс, може да се користи во селективниот процес на конверзија на различни функционални групи. Како реагенс за пренос на водород или средство за намалување со висока содржина на водород, мравја киселина ги има предностите на едноставна и контролирана работа, благи услови и добра хемиска селективност во споредба со традиционалниот водород. Широко се користи во селективна редукција на алдехиди, нитро, имини, нитрили, алкини, алкени и така натаму за производство на соодветни алкохоли, амини, алкени и алкани. И хидролиза и функционална група дезаштита на алкохоли и епоксиди. Со оглед на фактот дека мравја киселина може да се користи и како суровина C1, како клучен повеќенаменски основен реагенс, мравја киселина може да се примени и за редукција на формалација на деривати на хинолин, формилација и метилација на амински соединенија, карбонилација на олефин и намалување на хидратацијата на алкините и другите повеќестепени тандем реакции, што е важен начин да се постигне ефикасна и едноставна зелена синтеза на фини и сложени органски молекули. Предизвикот на ваквите процеси е да се пронајдат мултифункционални катализатори со висока селективност и активност за контролирано активирање на мравја киселина и специфични функционални групи. Дополнително, неодамнешните студии покажаа дека користењето на мравја киселина како суровина C1 може директно да синтетизира хемикалии како што е метанол со висока селективност преку реакција на каталитичка диспропорција.
Во каталитичката конверзија на биомасата, мултифункционалните својства на мравја киселина обезбедуваат потенцијал за реализација на зелени, безбедни и економични процеси на биорафинирање. Ресурсите на биомаса се најголемите и најперспективните одржливи алтернативни ресурси, но нивното трансформирање во употребливи форми на ресурси останува предизвик. Киселините својства и добрите својства на растворувач на мравја киселина може да се применат во процесот на предтретман на суровините од биомаса за да се реализира одвојувањето на компонентите на лигноцелулозата и екстракција на целулоза. Во споредба со традиционалниот систем за предтретман со неорганска киселина, тој ги има предностите на ниска точка на вриење, лесно одвојување, без воведување на неоргански јони и силна компатибилност за реакции надолу. Како ефикасен извор на водород, мравја киселина исто така е широко проучувана и применета во изборот на каталитичка конверзија на соединенијата на платформата на биомаса во хемикалии со висока додадена вредност, деградација на лигнин до ароматични соединенија и процеси на рафинирање на хидродеоксидација на био-маслата. Во споредба со традиционалниот процес на хидрогенизација зависен од H2, мравја киселина има висока ефикасност на конверзија и благи услови на реакција. Тој е едноставен и безбеден и може ефикасно да ја намали потрошувачката на материјали и енергија на фосилните ресурси во поврзаниот процес на био-рафинирање. Неодамнешните студии покажаа дека со деполимеризација на оксидиран лигнин во воден раствор на мравја киселина под благи услови, може да се добие ароматичен раствор со мала молекуларна тежина со тежински сооднос поголем од 60%. Ова иновативно откритие носи нови можности за директно екстракција на ароматични хемикалии со висока вредност од лигнин.
Накратко, био-базирана мравја киселина покажува голем потенцијал во зелената органска синтеза и конверзија на биомаса, а нејзината разновидност и повеќенаменски се неопходни за да се постигне ефикасно искористување на суровините и висока селективност на целните производи. Во моментов, ова поле има постигнато одредени достигнувања и брзо се развива, но сè уште има значително растојание од вистинската индустриска примена и потребно е дополнително истражување. Идните истражувања треба да се фокусираат на следните аспекти: (1) како да се изберат соодветни каталитички активни метали и системи за реакција за специфични реакции; (2) како ефикасно и контролирано да се активира мравја киселина во присуство на други суровини и реагенси; (3) Како да се разбере механизмот на реакција на сложените реакции од молекуларно ниво; (4) Како да се стабилизира соодветниот катализатор во соодветниот процес. Со нетрпение кон иднината, врз основа на потребите на современото општество за животна средина, економија и одржлив развој, хемијата на мравја киселина ќе добива се повеќе и повеќе внимание и истражувања од индустријата и академијата.
Време на објавување: Декември-19-2024 година