[논문]Hydrogenation of 5-hydroxymethylfurfural into 2,5-bis(hydroxymethyl)furan over mesoporous Cu–Al2O3 catalyst: From batch to continuous processing

Kim, Jinsung; Bathula, Hari Babu; Yun, Seokwon; Jo, Yeongin; Lee, Soohyeon; Baik, Joon Hyun; Suh, Young-Woong

doi:10.1016/j.jiec.2021.06.039

Hydrogenation of 5-hydroxymethylfurfural into 2,5-bis(hydroxymethyl)furan over mesoporous Cu–Al2O3 catalyst: From batch to continuous processing 원문보기

Journal of industrial and engineering chemistry : JIEC, v.102, 2021년, pp.186 - 194

Kim, Jinsung (Department of Chemical Engineering, Hanyang University) , Bathula, Hari Babu (Department of Chemical Engineering, Hanyang University) , Yun, Seokwon (Department of Chemical Engineering, Hanyang University) , Jo, Yeongin (Department of Chemical Engineering, Hanyang University) , Lee, Soohyeon (Department of Chemical Engineering, Hanyang University) , Baik, Joon Hyun (Department of Chemical and Biological Engineering, Sookmyung Women’s University) , Suh, Young-Woong (Department of Chemical Engineering, Hanyang University)

Abstract ▼ AI-Helper

Abstract Biomass-derived monomers have received growing attention from sustainable polymer industry. Particularly, diol compounds can be formed from furfural (FAL) and 5-hydroxymethylfurfural (HMF). Herein, the mesoporous Cu–Al2O3 catalyst (meso-CuA) prepared by solvent-deficient precipitation was evaluated to be efficient in selective hydrogenation of FAL and HMF to furfuryl alcohol to 2,5-bis(hydroxymethyl)furan (BHMF), respectively, at temperatures of lower than 100 °C and high H2 pressures. Owing to unique pore structure and small-sized copper nanoparticles entangled with alumina, meso-CuA turned out to be superior to other supported Cu catalysts in the hydrogenation of HMF to BHMF. Moreover, meso-CuA showed highly durable performance at the BHMF yield of higher than 90% at 100 °C, 50 bar H2, and weight hourly space velocity of 0.2 h−1 over time-on-stream of 100 h. The stability was also confirmed with the HMF feed containing 1 wt% of water that proved to have more considerable effect than other possible impurities. Centering around a catalytic reactor packed with meso-CuA, a process scheme from HMF feed to pure BHMF solid was developed at a production scale of 100 kg per day. The present results can contribute to designing commercial process of BHMF production from HMF and further, real biomass. Highlights Mesoporous Cu–Al2O3 (meso-CuA) is prepared by solvent-deficient precipitation. Meso-CuA is superior to other Cu catalysts in the hydrogenation of HMF to BHMF. Durability of meso-CuA is confirmed by continuous hydrogenation experiments. Water impurity can have a considerable effect on catalytic performance of meso-CuA. A process scheme was proposed for BHMF production at a scale of 100 kg per day. Graphical abstract [DISPLAY OMISSION]

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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