Оптимизация процесса электрохимической конверсии левулиновой кислоты в валериановую кислоту на свинцовом электроде

Зимонин, Д. В.; Кузин, Н. Д.; Лыкова, А. И.; Машарова, Д. А.; Бурмакина, Г. В.; Zimonin, Dmitriy V.; Kuzin, Nikolay D.; Lykova, Anna I.; Masharova, Diana A.; Burmakina, Galina V.

Оптимизация процесса электрохимической конверсии левулиновой кислоты в валериановую кислоту на свинцовом электроде

Зимонин, Д. В., Кузин, Н. Д., Лыкова, А. И., Машарова, Д. А., Бурмакина, Г. В., Zimonin, Dmitriy V., Kuzin, Nikolay D., Lykova, Anna I., Masharova, Diana A., Burmakina, Galina V.

Дата публикации: 2024-09

Дата публикации в реестре: 2024-10-01T19:56:09Z

Аннотация:

Электрокаталитическое гидрирование левулиновой кислоты (ЛК), полученной из биомассы, является многообещающей стратегией синтеза ценных химических веществ и высокоэнергетических жидких топлив в условиях окружающей среды. В работе изучено влияние условий проведения электрохимической конверсии ЛК в валериановую кислоту (ВК) на свинцовом электроде. Методом математической оптимизации с использованием ПФЭ типа 3*2*2 и пакета программ Statgraphics Centurion XVI установлены оптимальные условия, обеспечивающие выход ВК 50 % с конверсией левулиновой кислоты 70 %: продолжительность электролиза – 3 ч, концентрация HBF4 – 4 ммоль/л при потенциале электролиза 1.09 В. Продукты электрохимической конверсии ЛК подтверждены методом ВЭЖХ на квадрупольном хроматографе Shimadzu LC/MS‑2020

Electrocatalytic hydrogenation of levulinic acid (LA) was a promising strategy for the synthesis of valuable chemicals and high-energy liquid fuels under ambient conditions. The influence of the conditions for the electrochemical conversion of LA into valeric acid (VA) on a lead electrode were studied. Using the method of mathematical optimization using PFE type 3*2*2 and the Statgraphics Centurion XVI software package, optimal conditions were established that ensure a VC yield of 50 % with a levulinic acid conversion of 70 %: electrolysis duration – 3 hours, С(HBF4) = 4 mM at an electrolysis potential of 1.09 V. The products of electrochemical conversion of LA were confirmed by HPLC on a Shimadzu LC/MS‑2020 quadrupole chromatograph