Koliinikloridi-karboksyylihappopohjaiset syväeutektiset liuottimet biomassan konversiossa furfuraaliksi

Abstract

Furfuraalia pidetään tärkeänä alustamolekyylinä, jota voidaan hyödyntää esimerkiksi öljyjalostuksessa, lääke-, kemikaali- ja muoviteollisuudessa. Furfuraalia voidaan valmistaa lignoselluloosapohjaisen biomassan yhden pääkomponentin, hemiselluloosan sisältämistä C5-sokereista, kuten ksyloosista happokatalysoidulla dehydraatiolla. Nykyinen furfuraalin teollinen tuotantoprosessi kärsii kuitenkin korkeista käyttökustannuksista, laitteistojen korroosiosta, alhaisista saannoista ja ympäristöongelmista.

Katalyytti sekä liuotinsysteemi ovat avaintekijöitä, joiden avulla furfuraalin valmistus voidaan tehdä ympäristöystävällisemmin. Syväeutektiset liuottimet ovat melko uusi liuotinryhmä, jossa yleensä kaksi ainetta, jotka on sekoitettu sopivassa suhteessa, muodostavat eutektisen seoksen. Syväeutektiset liuottimet ovat saaneet paljon huomiota, sillä aikaisempiin menetelmiin verrattuna niiden etuina ovat alhaiset kustannukset, helppo valmistus, biohajoavuus ja myrkyttömyys.

Tässä tutkielmassa tarkasteltiin koliinikloridi karboksyylihappopohjaisten syväeutektisten liuottimien käyttöä biomassan konversiossa furfuraaliksi sekä eri muuttujien vaikutusta furfuraalin saantoon. Tarkasteltujen tutkimusten perusteella furfuraalin saantoa voitiin parantaa reaktio-olosuhteilla, veden lisäyksellä syväeutektiseen liuottimeen, lisäkatalyytillä sekä kaksifaasisysteemillä. Lisäksi syväeutektinen liuotin pystyttiin kierrättämään, mikä on vihreän kemian mukaista.