Konstruksi Situs Ganda Asam-Basa dalam Katalis Heterogen untuk Konversi Molekul Biomassa Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Secara Efektif

Abstrak
Tinjauan ini menyajikan perkembangan terbaru di bidang katalis bifungsional asam-basa dalam produksi 5-hidroksimetilfurfural (5-HMF). Tinjauan ini berfokus pada prinsip desain katalis, efek sinergis dari situs aktif, dan pemahaman yang lebih mendalam tentang mekanisme reaksi. Kami mengeksplorasi kinerja berbagai sistem katalis dalam proses hidrolisis, isomerisasi, dan dehidrasi, dengan fokus khusus pada dampak interaksi situs asam dan basa pada selektivitas dan hasil 5-HMF. Penggunaan sistem katalitik bifungsional asam-basa yang dioptimalkan telah terbukti menghasilkan konversi fruktosa menjadi HMF setinggi 98,6%, sedangkan untuk substrat glukosa, hasil konversi dapat mencapai 93%. Khususnya, sistem katalitik ini dapat mencapai efisiensi konversi yang signifikan sebesar 53% ketika berhadapan dengan substrat selulosa yang dicirikan oleh struktur jaringan tiga dimensi yang rumit dan kristalinitas yang jelas. Pengamatan ini berfungsi untuk menggarisbawahi kemanjuran strategi katalitik bifungsional asam-basa. Lebih jauh, artikel ini membahas keterbatasan katalis saat ini dan arah pengembangan di masa mendatang, termasuk pengembangan katalis baru dan optimalisasi kondisi reaksi. Dengan meringkas temuan penelitian yang ada, artikel ini bertujuan untuk memberikan panduan untuk penerapan katalis bifungsional asam-basa di bidang konversi biomassa, yang memfasilitasi transisinya ke aplikasi industri.