Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование термической конверсии ацетонлигнина в сверхкритическом бутаноле в присутствии катализаторов NiCuMo/SiO2

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-1-60-69

Полный текст:

Аннотация

Реализованные в промышленности и разрабатываемые технологии химической переработки древесины направлены на трансформацию в целевые продукты преимущественно ее целлюлозного компонента. При этом лигнин остается крупнотоннажным отходом, для которого отсутствуют высокотехнологичные методы переработки. В настоящей работе изучено влияние катализаторов NiCuМо/SiO2 на термические превращения ацетонлигнина в среде сверхкритического бутанола при температурах 280, 300, 350 °С. Образующиеся жидкие продукты исследованы методами хромато-масс-спектрометрии и 13С ЯМР-спектроскопии. Установлено, что бутанол практически не подвергается термохимическим превращениям до температуры 300 °С. Катализаторы увеличивают конверсию бутанола до 36–40 мас.%. Под действием катализаторов NiCuМо/SiO2 возрастает выход гексанрастворимых продуктов термопревращения ацетонлигнина при 300 °С до 2,4 раза и примерно в 3,3 раза снижается выход твердого остатка. Катализаторы уменьшают относительное содержание метоксифенолов в составе гексанрастворимых продуктов, в частности сирингола в 14 раз. По данным 13С ЯМР-спектроскопии, каталитические превращения ацетонлигнина в жидкие продукты, растворимые в ацетоне, сопровождаются разрывом связей β–О–4 между структурными фрагментами лигнина и снижением содержания метоксильных групп, преимущественно в сирингильных структурных единицах образующихся продуктов.

Об авторах

В. И. Шарыпов
Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН), ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск
Россия


Б. Н. Кузнецов
Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН), ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск; Сибирский федеральный университет (СФУ), Красноярск
Россия


В. А. Яковлев
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


Н. Г. Береговцова
Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН), ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск
Россия


С. В. Барышников
Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН), ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск
Россия


Список литературы

1. Biofuels alternative feedstocks and conversion processes. Ed. By A. Pandey, C. Larroche, S.C. Ricke, C.-G. Dussap, E. Gnansounou. Academic Press. 2011. Р. 629.

2. Nelson V. Introduction to Renewable Energy. CRC Press, 2011. 384 р.

3. Zakzeski J., Bruijnincx P.C.A., Jongerius A.L., Weckhuysen B.M. // Chem. Rev. 2010. V. 110. P. 3552—3599.

4. Vazquez G., Rodriguez-Bona C., Freire S., Gonzalez-Alvarez J., Antorrena G. // Bioresour. Technol. 1999. V. 70. P. 209—214.

5. Parka Y., Dohertyb W.O.S., Halleya P.J. // Industrial crops and products. 2008. V. 27. P. 163—167.

6. Cateto C.A., Barreiro M.F., Rodrigues A.E., Belgacem M.N. // Reactive & Functional Polymers. 2011. V. 71. P. 863—869.

7. Kim J.Y., Park J., Hwang H., Kim J.K., Song K., Choi J.W. // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2015. V. 113. P. 99—106.

8. Huang X., Koranyi T.I., Boot M.D., Hensen E.J.M. // Chem. Sus. Chem. V. 7. Issue 8. 2014. P. 2276—2288.

9. Кузнецов Б.Н., Шарыпов В.И., Чесноков Н.В., Береговцова Н.Г., Барышников С.В., Лавренов А.В., Восмериков А.В., Агабеков В.Е. // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. № 4. С. 434—441.

10. Kim J-Y., Park J., Kim U.-J., Choi J.W. // Energy & Fuels. 2015. V. 29. N. 8. P. 5154—5163.

11. Hu J., Shen D., Wu S., Zhang H., Xiao R. // Energy Fuels. 2014. V. 28. N. 7. Р. 4260—4266.

12. Warner G., Hansen T.S., Riisager A., Beach E.S., Barta K., Anastas P. // Bioresour. Technol. 2014. V. 161. P. 78—83.

13. Шарыпов В.И., Кузнецов Б.Н., Яковлев В.А., Береговцова Н.Г., Барышников С.В., Дьякович Л., Пинель К. // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2015. Т. 8. № 3. С. 465—475.

14. Kleinert M., Barth T. // Energy & Fuels. 2008. V. 22. P. 1371—1379.

15. Macala G.S., Matson T.D., Johnson C.L., Lewis R.S., Iretskii A.V., Ford P.C. // Chem. Sus. Chem. 2009. V. 2. P. 215—217.

16. Heitner C., Dimmel D., Schmidt J. Lignin and Lignans: Advances in Chemistry. 2010. CRC Press. 683 р.

17. Huijgen W.J.J., Reith J.H., den Uil H. // Ind. Eng. Chem. Res. 2010. V. 49. N. 20. P. 10132—10140.

18. Zhao X.B., Cheng K.K., Liu D.H. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009. V. 82. N. 5. P. 815—819.

19. Ennaert T., Van Aelst J., Dijkmans J., De Clercq R., Schutyser W., Dusselier M., Verboekend D., Sels B.F. // Chem. Soc. Rev. 2016. V. 45. P. 584—611.

20. Wang H., Tucker M., Ji Y. // Journal of Applied Chemistry. 2013. P. 1—9.

21. Sturgeon M.R., O’Brien M.H., Ciesielski P.N., Katahira R., Kruger J.S., Chmely S.C., Hamlin J., Lawrence K., Hunsinger G.B., Foust T.D., Baldwin R.M., Biddy M.J., Beckham G.T. // Green Chem. 2014. V. 16. P. 824—835.

22. Song Q., Wang F., Cai J., Wang Y., Zhang J., Yu W., Xu J. // Energy Environ. Sci. 2013. V. 6. P. 994—1007.

23. Ma R., Hao W., Ma X., Tian Y., Li Y. // Angew. Chem. Int. Ed. 2014. V. 53. P. 7310—7315.

24. Ermakova M.A., Ermakov D.Y. // Appl. Catal. A: General. 2003. V. 245. P. 277—288.

25. Bykova M.V., Ermakov D.Yu., Khromova S.A., Smirnov A.A., Lebedev M.Yu., Yakovlev V.A. // Catal. Today. 2014. V. 220—222. P. 21—31.

26. Quesada-Medina J., López-Cremades F.J., Olivares-Carrillo P. // Bioresour. Technol. 2010. V. 101. P. 8252—8260.

27. Ralph J., Hatfield R.D. // J. Agric Food Chem. 1991. V. 3. P. 1426—1437.

28. Kjällstrand J., Ramnäs O., Petersson G. // J. Chromatogr. A. 1998. V. 824. P. 205—210.

29. Yoshikawa T., Shinohara S., Yagi T., Ryumon N., Nakasaka Y., Tago T., Masuda T. // Appl. Catal. B: Environmental. 2014. V. 146. P. 289—297.

30. Cheng S., Wilks C., Yuan Z., Leitch M., Xu C. // Polym. Degrad. Stab. 2012. V. 97. P. 839—848.


Для цитирования:


Шарыпов В.И., Кузнецов Б.Н., Яковлев В.А., Береговцова Н.Г., Барышников С.В. Исследование термической конверсии ацетонлигнина в сверхкритическом бутаноле в присутствии катализаторов NiCuMo/SiO2. Катализ в промышленности. 2017;17(1):60-69. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-1-60-69

For citation:


Sharypov V.I., Kuznetsov B.N., Yakovlev V.A., Beregovtsova N.G., Baryshnikov S.V. Studies of Thermal Conversion of Acetonelignin in Supercritical Butanol in the Presence of NiCuMo/SiO2 Catalysts. Kataliz v promyshlennosti. 2017;17(1):60-69. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-1-60-69

Просмотров: 147


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)