丙烯酸是由直接连接到羧酸末端的乙烯基组成的不饱和羧酸。该有机化合物在室温下为无色液体，具有特有的酸味或刺鼻气味，可与氯仿、醚类、酒精和水混溶。丙烯酸的闪点、沸点和凝固点分别为10oF、oF和5oF。
丙烯酸的酯、共轭碱和盐被称为丙烯酸酯。基于丙烯酸或丙烯酸酯的材料具有良好的透明度、附着力、稳定性和柔韧性。丙烯酸广泛用于生产纺织品、抛光剂、油漆配方、弹性体、粘合剂、涂料、塑料、废水处理化学品和洗涤剂。丙烯酸酯用于化妆品、尿布、整形外科、骨水泥和隐形眼镜。
目前使用的丙烯酸和丙烯酸酯生产工艺丙烯酸主要通过丙烯的气相氧化生产，丙烯是石油精炼过程中获得的气态副产品。该过程涉及使用两种催化剂的两个串联反应器。在此过程中，第一个反应器将丙烯转化为丙烯醛，而第二个反应器将丙烯醛转化为最终产品丙烯酸。
丙烯酸酯在工业上是通过使用催化剂用相应的醇处理丙烯酸来制备的。使用酸性非均相催化剂在–°C下与低级醇（如乙醇和甲醇）发生反应。相比之下，使用硫酸在均相中催化与高级醇（例如正丁醇）的反应。
现有流程的缺点现有的丙烯酸生产工艺会导致大量二氧化碳排放到大气中，并且需要持续提供化石原料，这就需要确定基于可再生生物质原料的替代性可持续大规模丙烯酸生产工艺。
丙烯酸和丙烯酸酯的可持续生产在过去的几十年里，玉米产业参与了多种有用化学品的可持续生产，例如乳酸。乳酸被用作生产可堆肥和可再生塑料的关键成分。它是通过淀粉和糖等碳水化合物的发酵以生物技术制造的，可最大限度地减少油耗并降低生产成本，是可持续丙烯酸生产的一种可行的环保替代原料。
乳酸可以通过催化脱水转化为丙烯酸酯和丙烯酸。然而，通常用于该反应的催化剂无法实现丙烯酸的高产率，这使得可持续的丙烯酸生产成本高昂且在商业上不可行。因此，必须开发新的催化剂以通过乳酸的催化脱水获得更高的丙烯酸收率。
在最近发表在美国化学学会杂志上的一项研究中，研究人员使用浸渍有多功能二胺（包括4,4-三亚甲基二吡啶(44TMDP)和1,2-双（4-吡啶基）乙烷(12BPE)。
这些多官能胺被掺入沸石催化剂孔隙中以提高催化剂对丙烯酸甲酯和丙烯酸的选择性。胺以Na-FAU框架的40、25、10和5wt%的标称载量加载，用于独立试验。
研究人员使用浸渍有12BPE和44TMDP的Na-FAU在00°C下运行分钟，实现了96±%的最高脱水选择性。稳态脱水选择性从85%增加到96%，对应于NA-FAU中12BPE或44TMDP的标称负载量增加5%到40%。
此外，研究人员通过将加权时空速度(WHSV)从0.9调整到0.2h-1，使用44TMDP浸渍的Na-FAU在96%的脱水选择性下实现了92%的高产率。
新的催化剂配方通过减少浪费和提高产量，显着降低了从玉米中生产可持续/可再生丙烯酸酯和丙烯酸的成本。因此，与从化石衍生化学品生产的丙烯酸相比，新催化剂可以大大降低可持续丙烯酸的价格，从而产生新的经济机会。
例如，初创公司L?krilTechnologies计划通过授权这种高效催化剂技术来生产低成本的可再生丙烯酸酯和丙烯酸。该初创公司旨在开发这项技术，用于丙烯酸的工业规模生产。由于沸石配方的充分可用性，可以潜在地实现低风险和低成本的丙烯酸酯和丙烯酸生产。
总而言之，新的催化剂配方，如负载44TMDP的Na-FAU，可以有效地促进丙烯酸和丙烯酸酯的可持续生产，以具有成本效益的方式进行，这对于解决现有基于化石原料的生产的缺点至关重要。