Study of the Kinetics of a One-Pot Reactor Cellulose Conversion Process

Abstract

Полиолы являются веществами, крайне востребованными во многих отраслях современных химической, пищевой, парфюмерной, медицинской и топливной промышленностей. Их широко используют в производстве ПАВ, синтетических смол, лаков, олифы, витамина С, пищевых продуктов. В настоящее время усилия многих научных коллективов сосредоточены на разработке новых, эффективных и экологически безопасных способов получения полиолов из растительной биомассы, в первую очередь, из целлюлозы. Огромные природные возобновляемые запасы данного биополимера способны полностью удовлетворить потребности современной промышленности в полиспиртах, что особенно актуально с учѐтом перспективы постепенного истощения запасов углеводородных ископаемых. Одностадийный процесс конверсии целлюлозы до полиспиртов ( one-pot процесс), в присутствии гетерогенных металлосодержащих катализаторов известен достаточно давно, однако в литературе практически отсутствуют исследования, направленные на изучение его физико-химических основ и кинетики. Очевидно, что результаты таких исследований могут способствовать повышению эффективности процесса конверсии целлюлозы, стать фундаментальной основой новых, усовершенствованных технологий переработки целлюлозной биомассы в ценные химикаты. Polyols are substances that are extremely in demand in many branches of modern chemical, food, perfume, medical and fuel industries. They are widely used in the production of surfactants, synthetic resins, lacquers, drying oil, vitamin C, food products. Currently, the efforts of many research teams are focused on the development of new, effective and environmentally friendly methods for obtaining polyols from plant biomass, primarily from cellulose. Huge natural renewable reserves of this biopolymer are able to fully meet the needs of modern industry in poly-alcohols, which is especially important given the prospect of gradual depletion of hydrocarbon reserves. The one-pot process of converting cellulose to poly-alcohols in the presence of heterogeneous metal-containing catalysts has been known for a long time, but there are practically no studies in the literature aimed at studying its physico-chemical bases and kinetics. It is obvious that the results of such studies can contribute to improving the efficiency of the cellulose conversion process, become the fundamental basis of new, improved technologies for processing cellulose biomass into valuable chemicals.