Vse o oksidaciji glukoze
V sodelovanju med raziskovalci oddelka D13 in kolegi s Češke akademije znanosti so bile odkrite zanimive ugotovitve na področju kemijskega reakcijskega inženirstva. Skupna raziskava, ki je bila nedavno objavljena v reviji Applied Catalysis B: Environmental, se osredotoča na zapletenost oksidacije glukoze in razkriva ključne mehanizme reakcije. Slednji lahko znatno vplivajo na okoljsko trajnost in biomedicinske aplikacije. To skupno delo ne pomeni le napredka v razumevanju katalitičnih procesov, temveč je tudi primer sinergije, ki se doseže, ko vrhunski raziskovalci združijo moči prek mednarodnih meja, da bi premaknili meje znanstvenega znanja pri iskanju inovativnih rešitev.
Naša raziskovalna skupina je s celovitim pristopom, ki zajema sintezo, karakterizacijo in modeliranje, raziskovala katalizatorje Au/ZrO2, AuCu/ZrO2 in AuPt/ZrO2 z uporabo naprednih tehnik, kot so rentgenska difrakcija (XRD), transmisijska elektronska mikroskopija (TEM), rentgenska fotoelektronska spektroskopija (XPS) in kemisorpcija kisika (OPS). Podrobna analiza v kombinaciji s študijami teorije funkcionalne gostote (DFT) je razkrila nastanek zlitin v bimetalnih katalizatorjih, ki imajo v primerjavi z monometalnimi katalizatorji drugačne lastnosti v okviru reakcije oksidacije glukoze. Reakcije v serijah smo sistematično izvajali s spreminjanjem temperature in tlaka kisika, kar je omogočilo razvoj napovednega mikrokinetičnega modela. Zlasti katalizator AuPt/ZrO2 je pokazal najvišjo selektivnost, saj je pri 100 °C in 30 barih O2 dal impresivnih 32 % glukarne kisline. Ti rezultati ne zagotavljajo le pomembnih spoznanj za razvoj učinkovitih katalizatorjev, temveč tudi izpostavljajo ključne vidike in morebitna ozka grla pri oksidaciji glukoze v glukarno kislino ter predstavljajo načrt za nadaljnji razvoj na tem pomembnem področju kemijskega reakcijskega inženirstva.
Če povzamemo, je glukarna kislina pomembna zaradi svojih potencialnih biomedicinskih aplikacij, vloge pri spodbujanju okoljsko trajnostnih praks, ker je biološko obnovljiva kemikalija ki se uporablja v različnih industrijah. Ta študija, ki vključuje sintezo, karakterizacijo, DFT in modeliranje, postavlja temelje za prihodnje raziskave o valorizaciji biomase in krožnem gospodarstvu. Obetajoči načrti vključujejo prehod na kontinuirno delovanje v kapalnem reaktorju, ki obeta trajnostno in učinkovito oksidacijo glukoze.
Povezava na članek: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337323010986
Več informacij: janvit.terzan(at)ki.si