haku: @instructor Karinen, Reetta / yhteensä: 15
viite: 13 / 15
Tekijä:Ukkonen, Mari
Työn nimi:Heterogeneous catalysts in the conversion of xylose to furfural
Heterogeeniset katalyytit ksyloosin konversiossa furfuraaliksi
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2011
Sivut:vii + 96 + [4]      Kieli:   eng
Koulu/Laitos/Osasto:Kemian laitos
Oppiaine:Teknillinen kemia   (Kem-40)
Valvoja:Niemelä, Marita
Ohjaaja:Karinen, Reetta ; Vilonen, Kati
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark Aalto  2068   | Arkisto
Avainsanat:2-furaldehyde
D-xylose
zeolite
2-furaldehydi
D-ksyloosi
mordeniitti
Tiivistelmä (fin): Teollinen furfuraalin valmistusprosessi koostuu homogeenisesti happokatalysoiduista ksylaanin hydrolyysista ja sitä seuraavasta ksyloosin dehydratoinnista.
Homogeenisen katalyysin haittojen vuoksi olisi tarpeen löytää tehokas, teolliseen käyttöön soveltuva heterogeeninen happokatalyytti furfuraalin valmistukselle ksyloosista.
Kirjallisuuskatsauksen perusteella tseoliitit ovat yksi lupaavista katalyyttimateriaaleista dehydratoinnille.

Ksyloosin dehydratointi furfuraaliksi suoritettiin vesiliuoksessa jatkuvatoimisessa sekoitussäiliöreaktorissa (CSTR).
Termiset dehydratointikokeet suoritettiin 180 ja 200 °C:ssa.
H-mordeniittia, jonka nSi/nAl = 18 (HSZ-640), käytettiin heterogeenisena katalyyttinä lämpötilavälillä 160 - 200 °C.
HSZ-640:n aktiivisuuden todettiin kasvavan lämpötilan kasvaessa.
Parhaimmillaan saavutettiin 36 %:n furfuraalisaanto 80 %:n konversiolla käyttäen HSZ-640 katalyyttia.
H-mordeniitin pintahappamuuden, nSi/nAl = 18 (HSZ-640) ja nSi/nAl = 240 (HSZ-690), vaikutusta ksyloosin konversioon tutkittiin 180°C:ssa.
H-mordeniitin, jonka pintahappamuus on suurempi (HSZ-640) todettiin olevan aktiivisempi ksyloosin dehydratoinnissa.
Heterogeenisesti katalysoidun dehydratoinnin selektiivisyys furfuraaliksi oli alhaisempi tai yhtä suuri kuin termisen dehydratoinnin selektiivisyys.
HSZ-640 katalyyttia tutkittiin 200°C:ssa myös käyttäen liuottimena tolueeni/vesi-seosta.
Pentoosisokereiden konversio oli tällöin 100 %, mutta selektiivisyys laski 6 %:iin kokeen kuluessa.
Lisäksi tolueenin lisäyksen todettiin kasvattavan ksyloosin konvergoitumista sivutuotteiksi.

Koksaantumista tutkittiin lämpötilaohjelmoidulla hapetuksella (TPO) sekä määrittämällä käytettyjen katalyyttien kokonaishiilipitoisuus.
Vaikka HSZ-640 katalyytin todettiin koksaantuvan voimakkaasti 200°C:ssa, sen aktiivisuus säilyi 11 tunnin ajan.
Tiivistelmä (eng): The commercial synthesis of furfural involves the homogeneously catalysed cyclodehydration of xylose formed by the hydrolysis of xylan.
Due to the drawbacks of homogeneously catalysed processes as well as the risk factors related to the toxic liquid acids, efficient, heterogeneously catalysed industrial synthesis of furfural from xylose is strongly desirable.
Based on the literature survey, zeolites were found to be one of the promising catalyst materials for the dehydration.

Aqueous phase dehydration of D-xylose into furfural was performed in a continuous stirred tank reactor (CSTR).
Thermal dehydration experiments were carried out at 180 and 200°C.
H-mordenite with nSi/nAl = 18 (HSZ-640) was examined as a heterogeneous acid catalyst in the temperature range of 160 - 200 °C.
The activity of HSZ-640 was found to increase with increasing temperature.
At best, furfural yield of 36 % could be achieved at 80 % conversion with HSZ-640.
H-mordenites with different surface acidities were studied at 180°C.
HSZ-640 was found to exhibit higher activity for xylose dehydration than the H-mordenite with nSi/nAl = 240 (HSZ-690).
Selectivity of the heterogeneously catalysed reaction was found to be similar to, or lower than, that of the thermal dehydration experiment.
At 200°C in toluene/water solvent mixture a pentose conversion of 100 % was obtained.
However, the selectivity dropped dramatically to 6 % during the experiment.
Furthermore, the xylose loss to side-products increased with the addition of toluene.

Temperature-programmed oxidation (TPO) and total carbon content analysis were used to study the carbonaceous deposits of the used catalysts.
Although HSZ-640 was found to be strongly coked at 200°C, it could maintain its activity for 11 hours.
ED:2011-03-18
INSSI tietueen numero: 41584
+ lisää koriin
INSSI