การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา (ซีโอไลต์) 2 มิติสําหรับกระบวนการเปลี่ยนอ้อยและนํ้าตาลไปเป็นสารเคมีมูลค่าเพิ่ม

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการพัฒนางานวิจัยพื้นฐานในการเปลี่ยนผลผลิตจากอุตสาหกรรมอ้อยและน้ำตาลไปเป็นสารเคมีมูลค่าเพิ่มเช่น สารเคมีที่สำคัญสำหรับใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตวัสดุหลากหลายในอุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมไบโอพลาสติก อุตสาหกรรมอาหารและยา รวมถึงใช้สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงอากาศยาน (Biojet Fuels) เป็นต้น ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ประเภทซีโอไลต์ที่มีลักษณะ 2 มิติ ที่ประกอบไปด้วยบริเวณเร่งปฏิกิริยาที่จำเพาะเจาะจงเพื่อเลือกเกิดสารผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ โดยงานวิจัยภายใต้การสนับสนุนจากกองทุนวิจัยฯ ในเฟสนี้ ทางคณะผู้วิจัยได้มุ่งเน้นการพัฒนาต้นแบบตัวเร่งปฏิกิริยาในระดับห้องปฏิบัติการประเภทซีโอไลต์ที่มีลักษณะ 2 มิติ หลากหลายโครงสร้างเช่น แซดเอสเอ็ม-5 และมอร์เดไนท์ เป็นต้น จากผลการวิจัยพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำการสังเคราะห์ด้วยกระบวนการใหม่นี้แสดงคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการเช่น พื้นที่ผิวจำเพาะจำนวนมาก การกระจายตัวของโลหะภายในโครงสร้างที่สม่ำเสมอ รวมทั้งสามารถออกแบบลักษณะโครงสร้างของโลหะที่ใช้เป็นบริเวณเร่งปฏิกิริยาได้อย่างจำเพาะเจาะจง ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นเหล่านี้จึงสามารถนำตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวมาประยุกต์ใช้งานในกระบวนการเปลี่ยนฟอร์มของโมเลกุลน้ำตาลผ่านปฏิกิริยาไอโซเมอร์ไรเซชันของกูลโคสไปเป็นฟรุกโตส รวมทั้งนำมาใช้ในการผลิตสารเคมีมูลค่าเพิ่ม เช่น ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัลและ2,5-กรดฟูรานดิคาร์บอกซิลิกซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการผลิตไบโอพลาสติกต่อไป จากผลการวิจัยพบว่าเมื่อนำตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทซีโอไลต์ที่มีลักษณะ 2 มิติ มาใช้ในปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถเพิ่มการเลือกเกิดสารผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ เช่นให้ค่าเลือกเกิดสาร 2,5-กรดฟูรานไดคาร์บอกซิลิกสูงถึงร้อยละ 75 ภายใต้สภาวะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและไม่มีการเติมสารเติมแต่งเพิ่มเติม ซึ่งโดยทั่วไปสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาได้ยากภายใต้สภาวะดังกล่าว อย่างไรก็ตามเพื่อให้เกิดการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในระยะถัดไปทางคณะผู้วิจัยได้ทำการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความเสถียรเพิ่มขึ้น เพื่อสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาได้อย่างยาวนาน กล่าวโดยรวมงานวิจัยนี้ไม่เพียงแต่เป็นการพัฒนางานวิจัยพื้นฐานในการออกแบบเชิงโมเลกุลของตัวเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น แต่ยังสามารถส่งเสริมการเพิ่มผลผลิตจากอุตสาหกรรมอ้อยและน้ำตาลเพื่อเป็นการยกระดับภาคอุตสาหกรรมเคมีรวมทั้งภาคเกษตรกรรมของประเทศต่อไปในภายภาคหน้า

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ