Montmorillonit destekli geçiş metalleri yüklenmiş katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve biyokütle türevi karbonhidratlardan furfural ve hidroksimetilfurfural (5-HMF) üretimi için kullanımı

Abstract

Bu çalışmada, biyokütle türevi şekerlerden furfural, 5-hidroksimetilfurfural ve levulinik asit gibi platform kimyasalların katalitik üretimi araştırılmıştır. Bu amaçla, montmorillonit (MMT) destekli geçiş metalleri (%10 Cr, Cu, Zn, Fe, Co) yüklenmiş katalizörler sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir (BET, XRF, SEM-EDX, XRD). İlk çalışmalar, geçiş metalini belirlemek için selüloz ve fındık kabuğu ile yürütülmüştür. Sonrasında C5 (ksiloz), C6 (glikoz) şekerleri ve selüloz kullanılarak hem hidrotermal ortamda hem de sentezlenmiş katalizörlerin varlığında metal yükleme oranı, sıcaklık ve katı miktarı gibi işlem parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Kimyasalların en yüksek verimliliği Cr-MMT katalizörü ile elde edilmiştir. Glikoz kullanımında (1,25 g) en yüksek HMF verimi %25,31 olarak %5Cr-MMT ile 180 °C'de elde edilirken; 200 °C'de levulinik asit verimi %11,36 olarak elde edilmiştir. Ksiloz (5 g) kullanıldığında % 5Cr- MMT ile 180 °C'de maksimum furfural miktarı %50,17'dir. Hammadde olarak selüloz kullanıldığında ise (5 g) ise maksimum HMF verimi 220 °C'de %10 Cr-MMT ile %10,88 olarak elde edilmiş; aynı koşullar altında levulinik asit verimi %9,04 olarak tespit edilmiştir.