Lignineredetű platformvegyületek hidrokonverziója oxidhordozós Ni katalizátorokon

Hydroconversion of lignin-derived platform molecules over oxide supported Ni catalysts

Abstract

Lignocellulose is the most abundant renewable organic material. It is composed of carbohydrate polymers, such as cellulose and hemicellulose and an aromatic polymer, lignin. Conversion of carbohydrate polymers is already developed, while lignin is usually burned to generate energy. The economy of the process can be significantly increased by value-added conversion of lignin. Lignin oils obtained from thermochemical conversion or reductive catalytic fractionation of lignin, mainly oxygen-containing phenol derivatives. Their oxygen content can be significantly reduced by catalytic hydrodeoxygenation (HDO reaction). In the present study we investigated the relationships between the structure and composition of supported Ni catalysts and the activity and selectivity shown in the HDO reactions of guaiacol and phenol. The products can be used as biofuels, moreover to produce nylon, rubber, and plastics, or even as a liquid carrier of hydrogen that stores environmentally friendly energy.

Kivonat

A lignocellulóz a legnagyobb mennyiségben előforduló megújuló szerves anyag. Szénhidrát polimerekből, cellulózból és hemicellulózból, valamint aromás polimerből, ligninből áll. A szénhidrát polimerek átalakítása már kidolgozott, míg a lignint általában elégetik, hogy energiát állítsanak elő. Az eljárás gazdaságossága jelentősen növelhető a lignin értéknövelő átalakításával. A lignin termokémiai átalakításából vagy reduktív katalitikus frakcionálásából nyert lignin-olajok, főképpen oxigén tartalmú fenolszármazékok. Oxigéntartalmuk jelentősen csökkenthető katalitikus hidrodeoxigénezéssel (HDO reakcióval). Jelen munkában a hordozós Ni-katalizátorok szerkezete, összetétele és a gvajakol, valamint a fenol HDO reakcióiban mutatott aktivitása és szelektivitása közötti összefüggéseket vizsgáltuk. A fenolszármazékok katalitikus átalakításával előállított termékek felhasználhatók bioüzemanyagként, alkalmazhatók nejlon, gumi és műanyagok előállítására, vagy akár környezetbarát energiát tároló hidrogén cseppfolyós szerves hordozóanyagaként.