ปฏิกิริยาออกซิเดชันของกลีเซอรอลเป็นกรดแลคติกโดยใช้โลหะบนวัสดุรองรับเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

Main Article Content

อาทิตย์ อัศวสุขี
ณัฐฏนิชชา กรูกระโทก
สิรีรัตน์ ลิศนันท์

บทคัดย่อ

การเลือกสรรปฏิกิริยาออกซิเดชันของกลีเซอรอลซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้จากอุตสาหกรรมไบโอดีเซลบนตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ (แพลทินัม คอปเปอร์ และไอร์ออน) บนวัสดุรองรับ (ไททาเนียมแบบท่อนาโน ไททาเนียมไดออกไซด์ (P25) HZSM-5 และ HY) เป็นปฏิกิริยาสำคัญในการผลิตกรดแลคติก อิทธิผลของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะบนวัสดุรองรับต่อการเปลี่ยนแปลงกลีเซอรอล และการเลือกสรรผลิตภัณฑ์เป็นกรดแลคติกถูกศึกษา และผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าแพลทินัมที่ถูกรีดิวซ์บนวัสดุรองรับไททาเนียมแบบท่อนาโนมีประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาดีที่สุด ชนิดของเบส (ลิเทียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมไฮดรอกไซด์ และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์) และปริมาณเบสส่งผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยา ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะแพลทินัมบนวัสดุรองรับไททาเนียมแบบท่อนาโนที่ถูกรีดิวซ์ให้เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงกลีเซอรอลเป็น 19.62 เปอร์เซ็นต์ และเปอร์เซ็นต์การเลือกสรรผลิตภัณฑ์เป็นกรดแลคติก 94.85 เปอร์เซ็นต์ เมื่อทำปฏิกิริยาโดยใช้สารละลายของกลีเซอรอลความเข้มข้น 10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักจำนวน 25 มิลลิลิตร ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 0.125 กรัม ในระบบที่มีลิเทียมไฮดรอกไซด์ 0.75 กรัม ภายใต้การไหลของออกซิเจนเป็นเวลา 4 ชั่วโมง มากไปกว่านั้นงานวิจัยนี้ยังศึกษาการนำตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ซ้ำ และการฟื้นฟูสภาพตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมบนวัสดุรองรับไททาเนียมแบบท่อนาโน รวมถึงการเสนอกลไกของปฏิกิริยาการเปลี่ยนกลีเซอรอล

Article Details

บท
บทความวิจัย

References

6. References
[1] Carrettin, S. and et al. 2002. Selective oxidation of glycerol to glyceric acid using a gold catalyst in aqueous sodium hydroxide. Chemical Communications 7: 696-697.
[2] Oh, J., Dash, S. and Lee, H. 2011. Selective conversion of glycerol to 1,3-propanediol using Pt-sulfated zirconia. Green Chemistry 13: 2004-2007.
[3] Lakshmanan, P. and et al. 2013. Facile synthesis of CeO2-supported gold nanoparticle catalysts for selective oxidation of glycerol into lactic acid. Applied Catalysis A: General 468: 260-268.
[4] Purushothaman, R. K. P. and et al. 2014. An efficient one pot conversion of glycerol to lactic acid using bimetallic gold-platinum catalysts on a nanocrystalline CeO2 support. Applied Catalysis B: Environmental 147: 92-100.
[5] Ftouni, J. and et al. 2015. From glycerol to lactic acid under inert conditions in the presence of platinum-based catalysts: The influence of support. Catalysis Today 257: 267-273.
[6] Zhang, C. and et al. 2016. Selective oxidation of glycerol to lactic acid over activated carbon supported Pt catalyst in alkaline solution. Chinese Journal of Catalysis 37: 502-509.
[7] Yang, G.-Y. and et al. 2016. The conversion of glycerol to lactic acid catalyzed by ZrO2-supported CuO catalysts. Chemical Engineering Journal 283: 759-767.
[8] Moreira, A. B. F. and et al. 2016. Continuous production of lactic acid from glycerol in alkaline medium using supported copper catalysts. Fuel Processing Technology 144: 170-180.
[9] Yin, H. and et al. 2016. Hydrothermal conversion of glycerol to lactic acid catalyzed by Cu/hydroxyapatite, Cu/MgO, and Cu/ZrO2 and reaction kinetics. Chemical Engineering Journal 288: 332-343.
[10] Marques, F. L. and et al. 2015. Synthesis of lactic acid from glycerol using a Pd/C catalyst. Fuel Processing Technology 138: 228-235.
[11] Purushothaman, R. K. P. and et al. 2014. Exploratory catalyst screening studies on the base free conversion of glycerol to lactic acid and glyceric acid in water using bimetallic Au-Pt nanoparticles on acidic zeolites. Topics in Catalysis. 57(17-20): 1445-1453.
[12] Cho, H. J., Chang, C.-C. and Fan W. 2014. Base free, one-pot synthesis of lactic acid from glycerol using a bifunctional Pt/Sn-MFI catalyst. Green Chemistry 16: 3428-3433.
[13] Chen, L., Ren, S. and Ye, X. P. 2014. Lactic acid production from glycerol using CaO as solid base catalyst. Fuel Processing Technology 120: 40-47.
[14] Ramakrishna, C. and et al. 2016. Complete oxidation of 1,4-dioxane over zeolite-13X-supported Fe catalysts in the presence of air. Chinese Journal of Catalysis 37: 240-249.
[15] Zavala, M. A. L., Morales, S. A. L. and Ávila-Santos, M. 2017. Synthesis of stable TiO2 nanotubes: effect of hydrothermal treatment, acid washing and annealing temperature. Heliyon 3(11): e00456.
[16] Siddiki, S. M. A. H. and et al. 2017. Oxidant-free dehydrogenation of glycerol to lactic acid by heterogeneous platinum catalysts. ChemCatChem 9(14): 2816-2821.
[17] Mahapatra, S. S. and Datta, J. 2016. Energy conversion using Pt-Pd/C anode catalyst in direct 2-propanol fuel cell. Carbon-Science and Technology 8(2): 83-91.