Создание фундаментальных основ ресурсосберегающей технологии каталитического восстановления фурфурола в жидкой фазе

Цель исследования - создание ресурсосберегающей технологии жидкофазного восстановления фурфурола молекулярным водородом до фурфурилового спирта с использованием каталитически активных частиц рутения, стабилизированных в полимерной матрице. Современные проблемы топливно-энергетического сектора экономики, связанные с уменьшением запасов ископаемого топлива фокусируют научные исследования на возможности применения возобновляемых ресурсов в качестве альтернативных источников энергии. Известно, что при температурной переработке биомассы (для получения биотоплива) образуется пиролизная жидкость, которая требует глубокой химико-технологической переработки, включающей процессы гидрирования и деоксигенирования. Наиболее часто встречающимся компонентом пиролизной жидкости являются фурфурол и его производные. Обычно фурфурол и его производные подвергаются каталитическому восстановлению до соответствующих спиртов или алициклических соединений. Фурфуриловый спирт находит широкое применение для производства прочных автомобильных красок, антикоррозийных покрытий, быстротвердеющих дорожных покрытий, различных полимерных материалов, водонепроницаемого бетона и т.д. Селективное образование фурфурилового спирта осложнено протеканием параллельно декарбонилирования и образованием большого количества побочных продуктов. Результат данного проекта является основой для создания ресурсосберегающей технологии жидкофазного каталитического восстановления фурфурола молекулярным водородом до фурфурилового спирта. Выбраны оптимальные режимы (в том числе массо- и теплопереноса) и условия проведения процесса селективного восстановления фурфурола, а именно: тип реактора, режим и скорость перемешивания, температура, давление, растворитель, соотношение субстрат:катализатор. Разработан синтез высокоэффективных и стабильных металлополимерных катализаторов на основе частиц рутения, стабилизированных в матрице сверхсшитого полистирола. Получены данные физико-химического исследования катализаторов, субстрата и продукта (использовались такие методы, как рентгеновский флуоресцентный анализ, метод низкотемпературной адсорбции азота с применением математической модели БЭТ, просвечивающая электронная микроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, хромато-масс-спектрометрия). Изучена кинетика процесса, построены кинетические модели, предложена гипотеза механизма селективного каталитического гидрирования фурфурола.