当前2,5-呋喃二甲酸(FDCA)最常见的合成方式是由5-羟甲基糠醛(HMF)氧化制成,主要有计量氧化法,电催化法,化学催化法.
1．计量氧化法
采用KMnO4,N2O4,HNO3等作为氧化剂,对HMF进行氧化合成FDCA.该工艺产品选择性低,且这些氧化剂对设备腐蚀严重,排放废水时造成环境污染,不适合工业化生产.
相比之下,采用催化氧化方法可以降低反应能垒,大幅降低反应温度和压力,同时提高FDCA的收率和分离效率.
2．电催化氧化法
近年来发展的HMF电催化氧化技术,以电子作为清洁的反应试剂,可以大幅提升HMF氧化效率.2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)为反应介质和催化剂,选择合适的光阳极和阴极,加入缓冲溶液作为电解液,构建光电反应体系.通过施加一定的偏压和电量,将HMF催化氧化为FDCA.但该工艺需要特殊的反应装置,反应设备成本较高.
3．化学催化氧化法
碱性水溶液环境,加入磁性催化剂和次氯酸钠溶液,50℃下反应2h,原料转化率为93%,产品收率约75%.反应结束后,该工艺所使用的催化剂可采用磁铁进行回收收集,但是2,5-呋喃二甲酸产品收率不高,且氧源为次氯酸钠,产生废水量较大.
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