Depolymerization of Birch-Wood Organosolv Lignin Over Solid Catalysts in Supercritical Ethanol

Abstract

Проведено исследование процесса каталитической деполимеризации органосольвентного лигнина в среде сверхкритического этанола при 260 ºC. В качестве катализаторов были испытаны материалы с различными кислотно-основными свойствами: сепиолит, цеолит ZSM-5 на Al2O3 и модифицированный окислением углеродный материал Сибунит, а также Ru-содержащие катализаторы, приготовленные на основе вышеперечисленных материалов. Установлено, что среди катализаторов, не содержащих рутений, наиболее высокие значения выхода жидких продуктов удалось достичь при использовании углеродного образца, обладающего наибольшим числом кислотных центров. Нанесение Ru на все типы носителей привело к значительному увеличению их каталитической активности. Использование Ru-содержащего катализатора на основе Сибунита в процессе деполимеризации лигнина позволило избежать процесса коксообразования, увеличить количество ароматических мономеров и общий выход жидких продуктов до 76 %, что более чем в два раза выше по сравнению с экспериментом без катализатораCatalytic depolymerization of birch-wood organosolv lignin was studied in supercritical ethanol at 260 ºC. Three different acid-basic materials namely sepiolite, zeolite ZSM-5 supported on Al2O3 and Sibunit graphite-like mesoporous carbon promoted via oxidation were tested as catalysts. Moreover, Ru-containing catalysts based on these supports were studied. Among the catalysts without ruthenium, Sibunit matherial was found to produce highest yield of liquid products due to the highest amount of surface acid sites. Precipitating Ru significantly increases the activity of all three supports. Using Ru-containing Sibunit catalyst in lignin depolymerization process allows to avoid coke formation, increases the amount of aromatic monomers and the total yield of liquid products up to 76 %. The yield obtained in best catalytic experiment is more then twice higher compared to the process without any catalys