นาโนอะลูมิโนซิลิเกตจากแบบพิมพ์นาโนเซลลูโลสชานอ้อย: การสังเคราะห์และ การประเมินประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยา

บทคัดย่อ

นาโนอะลูมิโนซิลิเกตสามารถสังเคราะห์โดยใช้นาโนเซลลูโลสเป็นแบบพิมพ์ ซึ่งนาโนเซลลูโลสสกัดได้จากชานอ้อยผ่านกระบวนการบำบัดทางเคมีและการไฮโดรลิซิสด้วยกรดซัลฟิวริก หลังจากการกำจัดแบบพิมพ์โดยการเผา ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่านแสดงลักษณะโครงสร้างท่อกลวง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 2.25 นาโนเมตร ซึ่งใกล้เคียงกับโครงสร้างของนาโนเซลลูโลสแบบพิมพ์ และมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงเท่ากับ 578 ตารางเมตรต่อกรัม พื้นผิวแสดงสมบัติความเป็นกรดอ่อน โดยอัตราส่วนของตำแหน่งกรดลิวอิสต่อกรดเบรินสเตทเท่ากับ 2:1 การประเมินประสิทธิภาพ   การเร่งปฏิกิริยาการแปลงกลูโคสเป็น 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัล (5-HMF) โดยใช้ระบบตัวทำละลาย 2 สถานะ ที่อัตราส่วน THF:H₂O เท่ากับ 3:2 ร่วมกับโซเดียมคลอไรด์ร้อยละ 15 โดยน้ำหนัก ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสมของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 190 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 45 นาที และใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาร้อยละ 3 โดยน้ำหนัก พบว่า  นาโนอะลูมิโนซิลิเกตที่สังเคราะห์ได้สามารถแปลงกลูโคสได้สูงถึงร้อยละ 97 โดยให้ผลผลิต 5-HMF ที่ร้อยละ 52.48 ขณะที่กรดเลวูลินิกซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้ตรวจพบในปริมาณต่ำ