High-Yield and High-Efficiency Conversion of HMF to Levulinic Acid in a Green and Facile Catalytic Process by a Dual-Function Brønsted-Lewis Acid HScCl<sub>4</sub> Catalyst
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Lignocellulosic biorefineries have received considerable attention for the purpose of producing high-value chemicals and materials. Levulinic acid (LA) is an important biomass-derived platform chemical that is produced from sugar-based biomass. Unfortunately, the catalysts reported thus far have shortcomings, such as expensive starting materials, complicated synthesis or purification operations, and a low LA yield under harsh reaction conditions. Herein, we develop a novel dual-functional catalyst, HScCl 4, by combining Brønsted acid (HCl) and Lewis acid (ScCl 3 ) sites. The as-prepared HScCl 4 catalyst shows high efficiency and high selectivity for converting 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to LA in a biphasic system consisting of methyl isobutyl ketone (MIBK) and water. The density functional theory (DFT) results show that the synergistic catalytic effect, originating from the Brønsted and Lewis acidic sites of HScCl 4, significantly decreases the energy barriers of reactants and intermediates, thus facilitating the conversion of HMF to LA. Moreover, the efficient separation of LA in the water-MIBK biphasic system by extracting LA to the MIBK phase minimizes the side reactions of LA and thus the formation of humins while significantly improving the LA yield. The conversion of HMF and the selectivity for LA are 100 and 95.6% at 120 °C for 35 min, respectively. The free energy (Δ G ) and activation energy ( E a ) of the reaction are −30 kcal mol –1 and 13.7 kJ mol –1, respectively. The developed process provides a green, sustainable, and efficient pathway to produce LA from biomass-derived HMF under mild conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».