Zeolita heteroatómica cargada de rutenio para la reacción de hidrodeoxigenación selectiva en el medio acuoso

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Química ecológica

Sus antecedentes:

• La hidrodeoxigenación (HDO) es vital para la mejora del bio-aceite.
• La escisión selectiva de enlaces C ((sp2) -OH en derivados de lignina en condiciones acuosas es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador para el HDO de fase acuosa eficiente de sustratos derivados de la lignina.
• Para lograr la conversión selectiva de los derivados de la lignina en productos químicos aromáticos conservando la aromaticidad.

Principales métodos:

• Síntesis de un catalizador de zeolita heteroatómico (RuFA/SAPO-34-Nb) con racimos de Ru de pocos átomos en un marco de SAPO-34 modificado con Nb.
• Caracterización mediante difracción de rayos X de sincrotrón, espectroscopia de absorción de rayos X y dispersión inelástica de neutrones.
• Modelado teórico para elucidar el mecanismo catalítico.

Principales resultados:

• Conversión cuantitativa del creosol en tolueno (conversión del 99,2%, selectividad del 99,6%) en condiciones suaves (250 °C, 7 bar H2).
• Se ha demostrado la escisión selectiva de enlaces C ((sp2) -O sin saturación de anillos aromáticos.
• Elucidación de un mecanismo de cooperación en el que participen los yacimientos de Nb (V) y los grupos de Ru.

Conclusiones:

• El catalizador RuFA/SAPO-34-Nb ofrece una estrategia prometedora para el HDO en fase acuosa.
• Este trabajo proporciona un enfoque general para el diseño de catalizadores de zeolita bimetálicos para la valorización de la lignina.
• Promueve los procesos sostenibles de biorrefinería al permitir la producción de productos químicos aromáticos de valor añadido a partir de la lignina.