How Catalysts and Experimental Conditions Determine the Selective Hydroconversion of Furfural and 5-Hydroxymethylfurfural

糠醛 化学 糠醇 催化作用 呋喃 氧合物 环戊酮 有机化学 贵金属 羟甲基糠醛 多相催化 生物炼制 产量(工程) 化学工程 原材料 冶金 材料科学 工程类
作者
Shuo Chen,Robert Wojcieszak,Franck Dumeignil,Éric Marceau,Sébastien Royer
出处
期刊:Chemical Reviews [American Chemical Society]
卷期号:118 (22): 11023-11117 被引量:742
标识
DOI:10.1021/acs.chemrev.8b00134
摘要

Furfural and 5-hydroxymethylfurfural stand out as bridges connecting biomass raw materials to the biorefinery industry. Their reductive transformations by hydroconversion are key routes toward a wide variety of chemicals and biofuels, and heterogeneous catalysis plays a central role in these reactions. The catalyst efficiency highly depends on the nature of metals, supports, and additives, on the catalyst preparation procedure, and obviously on reaction conditions to which catalyst and reactants are exposed: solvent, pressure, and temperature. The present review focuses on the roles played by the catalyst at the molecular level in the hydroconversion of furfural and 5-hydroxymethylfurfural in the gas or liquid phases, including catalytic hydrogen transfer routes and electro/photoreduction, into oxygenates or hydrocarbons (e.g., furfuryl alcohol, 2,5-bis(hydroxymethyl)furan, cyclopentanone, 1,5-pentanediol, 2-methylfuran, 2,5-dimethylfuran, furan, furfuryl ethers, etc.). The mechanism of adsorption of the reactant and the mechanism of the reaction of hydroconversion are correlated to the specificities of each active metal, both noble (Pt, Pd, Ru, Au, Rh, and Ir) and non-noble (Ni, Cu, Co, Mo, and Fe), with an emphasis on the role of the support and of additives on catalytic performances (conversion, yield, and stability). The reusability of catalytic systems (deactivation mechanism, protection, and regeneration methods) is also discussed.
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