Chancen und aufkommende Herausforderungen der heterogenen metallbasierten Katalysatoren zur Epoxidierung von Pflanzenölen

Epoxidierte Pflanzenöle, die aus essbaren oder nicht essbaren Pflanzenölen gewonnen werden, haben aufgrund ihrer guten Biodegradierbarkeit, Erneuerbarkeit, Ungiftigkeit und Umweltfreundlichkeit große Aufmerksamkeit erregt. Sie finden breite Anwendung in der chemischen Industrie, z.B. bei Biolubrikanten, Polyurethan, vernetzten Polymeren, Beschichtungen und Biodiesel. Momentan wird es industriell durch einen homogenen Epoxidationsprozess mit in situ gebildeter Perkarbonsäure produziert. Diese Methode weist jedoch eine geringe Selektivität gegenüber Epoxiden auf und verursacht schwere Korrosion an Reaktoren. Effiziente und wiederverwendbare heterogene metallbasierte Materialien haben sich aufgrund ihrer guten Aktivität und Selektivität in Abwesenheit korrosiver Säuren als vielversprechende Alternativen zur Epoxidierung von Pflanzenölen erwiesen. Daher wird die Entwicklung hochaktiver, selektiver und stabiler heterogener Katalysatoren für die Epoxidierung von Pflanzenölen und deren Derivaten zu einer wichtigen Aufgabe für akademische und industrielle Gemeinschaften. In dieser Arbeit haben wir den jüngsten Fortschritt bei der Katalysatorentwicklung in Bezug auf Katalysatorvorbereitung, Morphologie, Wiederverwendbarkeit, Struktur-Wirkungs-Beziehung und Reaktionsmechanismus in den letzten fünf Jahren überprüft und zusammengefasst. Die Auswirkungen von Lösungsmittel, Oxidationsmittel, Reaktortyp und Betriebsbedingungen sowie der Reaktionskinetik werden ebenfalls überprüft und diskutiert, um Leitlinien für zukünftige Studien zur Epoxidierung von Pflanzenölen bereitzustellen.