Efecto de los disolventes en las interacciones lignina-superficie a través de simulaciones de dinámica molecular

Área de la Ciencia:

• Conversión y valorización de la biomasa
• Química computacional
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La lignina, un componente clave de la biomasa lignocelulósica, es una rica fuente de monómeros aromáticos.
• El fraccionamiento catalítico reductor (RCF) convierte eficientemente la lignina en sustancias químicas valiosas.
• La selección del disolvente tiene un impacto crítico en la eficiencia del RCF, pero faltan conocimientos detallados.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos del disolvente en la solución y conformación de la lignina.
• Analizar las interacciones de los oligómeros de lignina con las superficies catalíticas modelo (Pd y C).
• Comprender los mecanismos de adsorción mediados por disolventes para optimizar el RCF.

Principales métodos:

• Simulaciones de dinámica molecular de todos los átomos a 473 K y temperatura ambiente.
• Se estudió el comportamiento de los oligómeros de lignina en metanol, etanol, mezclas de etanol y agua y agua.
• Adsorción simulada en las superficies modelo de paladio y carbono.

Principales resultados:

• Los disolventes orgánicos (metanol, etanol) disuelven favorablemente la lignina, promoviendo las conformaciones extendidas.
• La lignina exhibe una fuerte adsorción en las superficies Pd y C a 473 K.
• El desplazamiento del disolvente contribuye significativamente a la adsorción de la lignina a través de cambios en la entropía.

Conclusiones:

• La elección del disolvente influye profundamente en el comportamiento de la lignina y las interacciones superficiales durante la RCF.
• La optimización de los sistemas de disolventes puede mejorar la adsorción de lignina y la eficiencia de la conversión catalítica.
• Las simulaciones moleculares proporcionan información crítica para el diseño de procesos mejorados de valorización de la biomasa.