O papel crítico das fases de cristal do LAPO4 no controle dos locais ácidos para a produção de 5-hidroximetilfurfural da glicose

A produção de 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) a partir da conversão de sacarídeos ficou aquém das expectativas industriais devido à baixa eficiência da reação e altos custos. Aqui, fabricamos uma série de LAPO₄ catalisadores com estruturas cristalinas controladas e acidez ajustada through um método hidrotérmico fácil. A lapa hexagonal₄-120 Catalisador exibiu uma alta conversão de glicose de 99,9% e um notável rendimento de 5 hmf de 90,1% a 150 ° C por 60 min. Além disso, a lapa hexagonal₄-120 O catalisador mostrou atividades promissoras na conversão de vários sacarídeos, incluindo frutose, glicose, celobiose, sacarose e inulina. Uma série de estudos de caracterização e cálculos de DFT revelou que a lapa hexagonal₄-120 Catalisador possuía locais de baixa coordenação e água zeolítica abundante armazenada nos canais abertos e revestidos de oxigênio, o que forneceu locais de ácido de Lewis e um ambiente de ácido dinamicamente native de Brønsted para facilitar respectivamente a isomerização da glicose e a subsequente desidratação. Um mecanismo de reação plausível envolvendo uma transferência sinérgica de prótons through A ligação de hidrogênio é proposta. Este estudo oferece informações para o design de catalisadores de baixo custo e heterogêneo com locais de ácido Lewis e Brønsted finamente sintonizados para produção de 5 hmf.