CONVERSION OF GLUCOSE TO LEVULINIC ACID BY Fe/CARBON NANOPARTICLE CATALYST SYNTHESIZED FROM LUBRICANT OIL AND FERROCENE - Jirarat Kaewngam (Chulalongkorn University, 2017)
ในปัจจุบันกระบวนการผลิตกรดลีวูลินิกซึ่งเป็นหนึ่งในสารเคมีที่มีความโดดเด่นเป็นอนุพันธ์ของชีวมวลได้รับศึกษาอย่างมาก ซึ่งชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกนำมาใช้ในการผลิตกรดลีวูลินิกจะอยู่ในกลุ่มจำพวก ซีโอไลท์ โลหะฟอสเฟต และอะลูมินา แต่อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นคาร์บอนที่มีเสถียรภาพต่อความร้อนสูง สามารถปรับปรุงพื้นที่ผิวได้ง่าย มีความทนทานต่อสภาวะที่เป็นกรดและเบส ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างแพร่หลาย ในงานวิจัยนี้จึงได้นำคาร์บอนนาโนพาทิเคิลที่ถูกสังเคราะห์มาจากกระบวนการโคไพโรไลซิสที่มีน้ำมันหล่อลื่นและเฟอร์โรซีนเป็นสารตั้งต้น โดยผลจากการปรับปรุงพื้นที่ผิวด้วยกรดจะศึกษาจากการเกิดคอนเวอร์ชันของกลูโคสและร้อยละผลได้ของกรดลีวูลินิก พบว่าเมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นอนุภาคแมกเนติกนาโนคาร์บอนจะได้ค่าคอนเวอร์ชันของกลูโคสสูงสุดอยู่ที่ 97.58% โดยโมล และได้ร้อยละผลได้ของฟรักโตสอยู่ที่ 26.98% โดยโมล อย่างไรก็ตามในสภาวะนี้จะไม่พบร้อยละผลได้ของกรดลีวูลินิก ในทางกลับกันหากใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นอนุภาคแมกเนติกนาโนคาร์บอนที่ผ่านการปรับปรุงพื้นที่ผิวด้วยกรดแล้ว ถึงแม้ว่าจะได้ค่าคอนเวอร์ชันของกลูโคสอยู่ที่ 66.29% โดยโมล แต่จะพบร้อยละผลได้ของกรดลีวูลินิกเท่ากับ 19.52% โดยโมล และไม่พบร้อยละผลได้ของฟรักโตส นอกจากนี้ยังพบว่าเมื่อเพิ่มอุณหภูมิจาก 140oC ไปจนถึง 220oC ร้อยละผลได้ของกรดลีวูลินิกจะลดลงเนื่องมาจากปฏิกิริยาข้างเคียงอื่นๆ และพบว่าที่ความเข้มข้นของสารละลายกลูโคส 0.900 กรัม (0.2 M) ปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาเท่ากับ 0.024 กรัม ที่อุณหภูมิ 180 องศาเซลเซียสและความดัน 21 บรรยากาศ เป็นระยะเวลา 4 ชั่วโมง เป็นเงื่อนไขที่ดีที่สุดที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาอนุภาคแมกเนติกนาโนคาร์บอนที่ผ่านการปรับปรุงพื้นที่ผิวด้วยกรดนี้