Á undanförnum árum, með auknum skorti á jarðefnaauðlindum og versnandi lífsumhverfi mannsins, hefur skilvirk og sjálfbær nýting endurnýjanlegra auðlinda eins og lífmassa orðið þungamiðja rannsókna og athygli vísindamanna um allan heim.Maurasýra, ein helsta aukaafurðin í lífhreinsun, hefur eiginleika þess að vera ódýr og auðfáanleg, eitruð, mikil orkuþéttleiki, endurnýjanleg og niðurbrjótanleg o.s.frv. Notkun þess á nýja orkunýtingu og efnabreytingu hjálpar ekki aðeins við að stækka enn frekar. umsóknarsviðimaurasýru, en hjálpar einnig til við að leysa nokkur algeng flöskuháls vandamál í framtíðar lífhreinsunartækni. Í þessari grein var farið stuttlega yfir rannsóknarsögu maurasýru nýtingu, dró saman nýjustu rannsóknarframvindu ámaurasýru sem skilvirkt og fjölnota hvarfefni og hráefni í efnasmíði og hvatabreytingu lífmassa, og bar saman og greindi grunnregluna og hvarfakerfið við notkun maurasýru virkjun til að ná fram skilvirkri efnabreytingu. Bent er á að framtíðarrannsóknir ættu að einbeita sér að því að bæta nýtingarhagkvæmni maurasýru og ná fram nýmyndun með mikilli sértækni og víkka frekar út notkunarsvið hennar á þessum grundvelli.
Í efnasmíði,maurasýru, sem umhverfisvænt og endurnýjanlegt fjölvirkt hvarfefni, er hægt að nota í sértæku umbreytingarferli ýmissa hagnýtra hópa. Sem vetnisflutnings hvarfefni eða afoxunarefni með hátt vetnisinnihald,maurasýru hefur þá kosti einfaldrar og stjórnanlegrar notkunar, mildra aðstæðna og góðs efnavals samanborið við hefðbundið vetni. Það er mikið notað í sértækri minnkun aldehýða, nítró, imína, nítríla, alkýna, alkena og svo framvegis til að framleiða samsvarandi alkóhól, amín, alken og alkana. Og vatnsrof og afverndun virknihópa alkóhóla og epoxíða. Í ljósi þess aðmaurasýru er einnig hægt að nota sem C1 hráefni, sem lykil fjölnota grunnhvarfefni,maurasýru er einnig hægt að beita við minnkunarformýleringu á kínólínafleiðum, formýleringu og metýleringu amínefnasambanda, karbónýleringu olefíns og minnkunarvökvun alkýna og önnur fjölþrepa tandemhvörf, sem er mikilvæg leið til að ná fram skilvirkri og einföldum grænni nýmyndun fíns og flókinnar lífrænna efna. sameindir. Áskorun slíkra ferla er að finna fjölvirka hvata með mikla sértækni og virkni fyrir stýrða virkjun á maurasýru og ákveðna starfræna hópa. Að auki hafa nýlegar rannsóknir sýnt að með því að nota maurasýru sem C1 hráefni er einnig hægt að búa til efni í lausu eins og metanóli beint með mikilli sértækni með hvarfahlutföllum.
Í hvatabreytingu lífmassa, fjölvirka eiginleikamaurasýruveita möguleika á að veruleika grænna, öruggra og hagkvæmra lífhreinsunarferla. Lífmassaauðlindir eru stærstu og vænlegustu sjálfbæru valauðlindirnar, en það er enn áskorun að breyta þeim í nothæf auðlindaform. Hægt er að beita sýrueiginleikum og góðum leysieiginleikum maurasýru í formeðferðarferli lífmassahráefna til að átta sig á aðskilnaði lignósellulósahluta og sellulósaútdrátt. Í samanburði við hefðbundið formeðferðarkerfi fyrir ólífræna sýru hefur það kosti lágt suðumark, auðvelt aðskilnað, engin innleiðing ólífrænna jóna og sterka eindrægni fyrir viðbrögð niðurstreymis. Sem skilvirk vetnisgjafi,maurasýru hefur einnig verið mikið rannsakað og beitt við val á hvatabreytingu lífmassavettvangsefnasambanda í efnasambönd með mikla virðisauka, niðurbrot ligníns í arómatísk efnasambönd og hreinsunarferla við hýdrætti af lífolíu. Í samanburði við hefðbundið vetnunarferli sem er háð H2, hefur maurasýra mikla umbreytingarvirkni og væg hvarfskilyrði. Það er einfalt og öruggt og getur í raun dregið úr efnis- og orkunotkun jarðefnaauðlinda í tengdu lífhreinsunarferlinu. Nýlegar rannsóknir hafa sýnt að með því að affjölliða oxað lignín ímaurasýru vatnslausn við mild skilyrði er hægt að fá arómatíska lausn með lágmólþunga með þyngdarhlutfall sem er meira en 60%. Þessi nýstárlega uppgötvun hefur í för með sér ný tækifæri til beina útdráttar á arómatískum efnum sem eru mikils virði úr ligníni.
Í stuttu máli, lífrænt maurasýrusýnir mikla möguleika í grænni lífrænni myndun og umbreytingu lífmassa og fjölhæfni hans og margnota er nauðsynleg til að ná hagkvæmri nýtingu hráefnis og mikilli sérhæfni markafurða. Sem stendur hefur þetta sviði náð nokkrum árangri og hefur verið þróað hratt, en það er enn töluverð fjarlægð frá raunverulegu iðnaðarnotkuninni og frekari könnunar er þörf. Framtíðarrannsóknir ættu að einbeita sér að eftirfarandi þáttum: (1) hvernig á að velja viðeigandi hvatavirka málma og hvarfkerfi fyrir tiltekin viðbrögð; (2) hvernig á að virkja maurasýru á skilvirkan og stjórnanlegan hátt í viðurvist annarra hráefna og hvarfefna; (3) Hvernig á að skilja viðbragðskerfi flókinna viðbragða frá sameindastigi; (4) Hvernig á að koma á stöðugleika á samsvarandi hvata í viðkomandi ferli. Þegar horft er til framtíðar, byggt á þörfum nútímasamfélags fyrir umhverfi, efnahag og sjálfbæra þróun, mun maursýruefnafræði fá sífellt meiri athygli og rannsóknir frá iðnaði og fræðimönnum.
Birtingartími: 27. júní 2024