Despolimerización de ligninas de organosolv de γ-valerolactona con catalizadores de base de molibdeno no soportados

Área de la Ciencia:

• Valorización de biomasa y catálisis
• Química sostenible y biorrefinación
• Ingeniería química y optimización de procesos

Sus antecedentes:

• La lignina, un biopolímero aromático complejo, es un componente clave de la lignocelulosa y una materia prima prometedora para productos químicos y combustibles.
• El fraccionamiento de organosolv, en particular el uso de γ-valerolactona (GVL), ofrece un método eficiente para separar los componentes de la lignocelulosa, produciendo lignina de alta calidad.
• La despolimerización de la lignina es crucial para su conversión en compuestos y materiales aromáticos valiosos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la despolimerización de ligninas fraccionadas con GVL de diversas fuentes de biomasa.
• Evaluar la eficacia de catalizadores de base de molibdeno no soportados en condiciones reductoras en etanol supercrítico.
• Optimizar las condiciones de despolimerización y comprender su impacto en los rendimientos y propiedades del producto.

Principales métodos:

• Fraccionamiento de organosolv de eucalipto, abedul blanco, bagazo de caña de azúcar y pino silvestre utilizando γ-valerolactona (GVL).
• Despolimerización catalítica de ligninas extraídas utilizando catalizadores de molibdeno no soportados en etanol supercrítico con hidrógeno.
• Diseño de Experimentos (DoE) para estudiar sistemáticamente los efectos de la temperatura, la carga de hidrógeno y el catalizador en los resultados de la despolimerización.

Principales resultados:

• Se logró un rendimiento de aceites de lignina de bajo peso molecular superior al 90% con una formación mínima de carbón.
• Se obtuvieron rendimientos de monómeros aromáticos que oscilaron entre el 7 y el 16% en peso de la despolimerización de la lignina.
• Se demostró que las condiciones de despolimerización influyen significativamente en las propiedades de los aceites de lignina y los monómeros aromáticos.

Conclusiones:

• El fraccionamiento de organosolv de GVL produce lignina de alta calidad adecuada para una despolimerización catalítica eficiente.
• Los catalizadores de base de molibdeno en etanol supercrítico proporcionan una ruta viable para la producción de aceites de lignina de alto rendimiento.
• Las condiciones de despolimerización ajustables permiten adaptar los productos derivados de la lignina para aplicaciones específicas, mejorando el potencial de valorización de la biomasa.