Skip to main content
SUPERVISOR
Gholamhossein Mohammadnezhad,Alireza Najafi chermahini
غلامحسین محمدنژاد شیرازی (استاد مشاور) علیرضا نجفی چرمهینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Hafizi
حمید حفیظی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

The Catalytic Conversion of Fructose into Hydroxymethylfurfural (HMF) Over KIT-6-Pr-SO3H as an acidic nano-catalyst
The growing demand of fossil fuel resources comes at a time of diminishing reserves of these non-renewable resources. To sustain modern civilization an alternative resource must be found to continue the supply of energy and chemicals. Being renewable, biomass is the only sustainable source of energy and organic carbon. Utilizing straightforward chemical methods, biomass can be transformed into 5-hydroxymethylfurfural (HMF), a platform chemical that can serve as an important intermediate to biofuels and commodity chemicals. 5-HMF is an important bio-sourced intermediate, formed from carbohydrates such as fructose. This thesis describes the reaction systems for the selective conversion of fructose to HMF using KIT-6-Pr-SO 3 H as a heterogeneous catalyst. Well-ordered KIT-6 mesoporous silica was synthesized via a sol-gel process and functionalized with sulfonic acid groups. The catalyst was characterized using XRD, BET, TGA, SEM, and TEM techniques. The prepared catalyst was used to catalyze the conversion of fructose to 5- hydroxymethyl furfural (HMF) in DMSO. Various reaction parameters such as effect of reaction temperature, reaction time, catalyst loading, and solvent on HMF yield were investigated. A higher HMF yield was obtained at 165 ?C after 30 min in DMSO. The reaction is quite selective toward HMF. The catalyst was used several times without significant losing its catalytic effect.
نگرانی‌ها در مورد کاهش و اتمام سوخت‌های فسیلی و تاثیر گازهای گلخانه‌‌‌‌‌ای مانند CO 2 در تغییرات آب و هوایی، تلاش گسترده‌‌‌‌‌ای را برای یافتن مواد خام تجدیدپذیر برای کاهش وابستگی به منابع فسیلی را به همراه داشته است. از این رو زیست توده به عنوان تنها منبع تجدیدپذیر تامین کننده‌ی مولکول‌های آلی از جمله سوخت و دیگر مواد شیمیایی مفید، شناخته می‌شود که می‌تواند پاسخگوی نیازهای آینده‌ی بشر باشد. در این راستا تبدیل قندهای شش کربنه مانند فروکتوز که فراوانترین مشتقات زیست توده به شمار می‌آیند به 5- هیدروکسی متیل فورفورال (HMF) به عنوان یک پلت فرم بسیار مهم برای تولید مواد شیمیایی و سوخت، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. با این حال به علت هزینه‌های بالای تولید آن، پیاده‌‌‌سازی تجاری HMF ممکن است مقرون به صرفه نباشد. از این رو یک مسیر تبدیل کاتالیزوری ناهمگن می‌تواند تولید آن را میسر کند. در این پایان نامه تبدیل فروکتوز به HMF به وسیله KIT-6 که یک نانوکاتالیزور مزوپور با حفرات بسیار منظم عامل‌دارشده با گروه‌های پروپیل سولفونیک اسید (-Pr-SO3H) مورد بررسی قرار گرفته شده است. کاتالیزور با آنالیزهای XRD، BET، TGA، SEM، TEM و Pyridine-FTIR شناسایی و ارزیابی شده است و در تبدیل کاتالیزوری فروکتوز به HMF، DMSO به عنوان حلال استفاده شده است. در این فرآیند پارامترهای گوناگونی از جمله تاثیر دمای واکنش، زمان واکنش، مقدار کاتالیزور و تاثیر حلال برای بدست آوردن بهترین بازده مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت با کاتالیزور KIT-6-Pr-SO 3 H تبدیل 100% از فروکتوز و بازده %1/84 از HMF در دمای °C165 و زمان 30 دقیقه به دست آمد که نشان دهنده‌ی کارامدی کاتالیزور است. همچنین بازیابی کاتالیزور مورد بررسی قرار گرفت که کاهش بسیار اندکی از بازده پس از چند بار بازیابی مشاهده گردید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی