HMF의 농도는 촉매 또는 중합 반응에서의 반응성에 어떤 영향을 미칩니 까?

촉매 또는 중합 반응에서 HMF 농도는 단위 부피당 효과적인 반응 분자의 수에 직접 영향을 미칩니다. 더 높은 농도에서, 분자들 사이의 충돌 주파수는 증가하여 반응 속도를 높인다. 다중 단계 반응 경로에서,이 농도 효과는 또한 일부 속도 제한 단계의 진행을 촉진시켜 전체 전환 효율을 향상시킬 수있다. 그러나, 임계 농도 이상으로, 시스템은 반응 확산 제어 영역으로 들어가서 반응 활성을 억제 할 수있다.

HMF는 촉매 조건 하에서 가교 및 응축 반응이 발생하기 쉬운 고 반응성 다기능 화합물이다. 농도가 높을수록 카보 닐 및 하이드 록실 그룹 사이의 자기 분량 반응과 같은 부작용 가능성이 커지고, 이는 거대 분자 부산물을 생성하고 촉매 표면에 퇴적물을 생성하여 기공 막힘 및 금속 센터 수직과 같은 문제를 유발하여 촉매 활성을 감소시키고, 선택성 전달 또는 deActivated를 증가시킨다.

HMF- 기반 기능성 중합체 (예 : 바이오 기반 페놀 수지 및 폴리 에스테르)의 제조에서, 농도 조절이 중요하다. 고농도의 HMF는 가교 반응의 확률을 높여서 더 높은 기계적 강도 및 열 안정성을 얻는 데 도움이되지만, 시스템의 겔 위험을 증가시키고, 가공성 및 유동성을 줄이며, 중합 속도 및 말기 그룹의 제어에 도전을 가져올 것이다.

HMF 농도의 증가는 시스템의 총 열 부하를 증가시킬 것이다. 온도가 올바르게 제어되지 않으면, 촉매 산화 또는 탈수와 같은 강한 발열 반응에서 푸르 파울 유도체 및 중합 된 TAR와 같은 부산물의 형성을 쉽게 유도 할 수 있습니다. 이러한 부산물은 제품 순도를 줄이고 분리 난이도를 높이며 장비에 대한 부식 또는 막힘 위험을 유발합니다.

높은 농심 HMF 용액은 종종 높은 점도를 가지고 있으며, 이는 액체상에서 반응물의 확산 속도를 크게 감소시키고, 반응기에서 거시적 혼합 및 미세한 질량 전달 효율을 감소시키고, 국소 고르지 않은 반응을 유발하며, 심지어 특정 핫 스팟에서 부작용을 일으킨다. 이는 연속 원자로 및 마이크로 채널 장비 설계에 대한 더 높은 요구 사항을 배치하며, 일반적으로 희석제 또는 유체 동적 설계를 통해 최적화해야합니다.

HMF 농도의 증가는 하이드 록시 메틸과 알데히드 그룹 사이의 더 빈번한 축합, 에테르 화, 에스테르 화 및 기타 부작용을 유도하여 복잡한 구조에 불순물이 발생하고 분리하기가 어렵다. 이러한 불순물은 목표 생성물의 수율에 영향을 줄뿐만 아니라 분석 방법의 선택성을 방해하여 분리 및 정제의 비용과 복잡성을 증가시킵니다.

높은 농도 HMF는 촉매 산화와 같은 높은 발열 반응에서 반응 시스템의 온도가 갑자기 상승하여 시스템의 열 런 어웨이의 위험을 초래합니다. 간헐적 인 공급, 동적 온도 제어, 다중 점 모니터링 및 장비 안전 및 공정 안정성을 보장하기위한 기타 수단을 통해 반응 열 흐름 분포를 정확하게 조정해야합니다 .