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Biobased chemicals from the catalytic depolymerization of Kraft lignin using supported noble metal-based catalysts
Fuel Processing Technology ( IF 7.5 ) Pub Date : 2018-10-01 , DOI: 10.1016/j.fuproc.2018.06.018 I. Hita , P.J. Deuss , G. Bonura , F. Frusteri , H.J. Heeres
Fuel Processing Technology ( IF 7.5 ) Pub Date : 2018-10-01 , DOI: 10.1016/j.fuproc.2018.06.018 I. Hita , P.J. Deuss , G. Bonura , F. Frusteri , H.J. Heeres
Abstract Kraft lignin, a side-product of the paper industry, is considered an attractive feedstock for the production of biorenewable chemicals. However, its recalcitrant nature and sulfur content render catalytic conversions challenging. This study demonstrates the efficacy of noble metal-based catalysts for the production of a lignin oil enriched in alkylphenolic and aromatic compounds, by a catalytic hydrotreatment of Kraft lignin without the use of an external solvent. Eight commercially available catalysts were evaluated using four different metals (Ru, Pt, Pd, Rh) on two supports (activated carbon and Al2O3). The product oils were extensively analyzed by means of GPC, GCxGC-FID, GC–MS-FID, and elemental analysis. The catalysts were characterized by various techniques (N2 physisorption, NH3-TPD, XRD and TEM) before and after reaction, and their physico-chemical properties were correlated with catalytic performance. Al2O3 as support gave better results than carbon as support in terms of lignin oil yield and composition, due to a combination of higher total acidity, mildly acidic sites and a mesoporous structure. The metallic phase also significantly affected product distribution. The best results were obtained using a Rh/Al2O3 catalyst, resulting in a lignin oil yield of 36.3 wt% on a lignin intake and a total monomer yield of 30.0 wt% on lignin intake including 15.3 wt% of alkylphenolic and 7.9 wt% of aromatic compounds, and with a sulfur content
中文翻译:
使用负载型贵金属基催化剂催化解聚牛皮纸木质素的生物基化学品
摘要 牛皮纸木质素是造纸工业的副产品,被认为是生产生物可再生化学品的有吸引力的原料。然而,其顽固的性质和硫含量使催化转化具有挑战性。该研究证明了贵金属基催化剂在不使用外部溶剂的情况下通过催化加氢处理牛皮纸木质素来生产富含烷基酚类和芳香族化合物的木质素油的功效。使用两种载体(活性炭和 Al2O3)上的四种不同金属(Ru、Pt、Pd、Rh)评估了八种市售催化剂。通过 GPC、GCxGC-FID、GC-MS-FID 和元素分析对产品油进行了广泛的分析。催化剂在反应前后通过各种技术(N2 物理吸附、NH3-TPD、XRD 和 TEM)表征,并且它们的理化性质与催化性能相关。由于较高的总酸度、弱酸性位点和介孔结构的组合,Al2O3 作为载体在木质素油产量和组成方面比作为载体的碳产生更好的结果。金属相也显着影响了产品分布。使用 Rh/Al2O3 催化剂获得最佳结果,木质素摄入量的木质素油产率为 36.3 wt%,木质素摄入量的总单体产率为 30.0 wt%,包括 15.3 wt% 的烷基酚和 7.9 wt% 的芳烃含硫量的化合物 弱酸性位点和介孔结构。金属相也显着影响了产品分布。使用 Rh/Al2O3 催化剂获得最佳结果,木质素摄入量的木质素油产率为 36.3 wt%,木质素摄入量的总单体产率为 30.0 wt%,包括 15.3 wt% 的烷基酚和 7.9 wt% 的芳烃含硫量的化合物 弱酸性位点和介孔结构。金属相也显着影响了产品分布。使用 Rh/Al2O3 催化剂获得最佳结果,木质素摄入量的木质素油产率为 36.3 wt%,木质素摄入量的总单体产率为 30.0 wt%,包括 15.3 wt% 的烷基酚和 7.9 wt% 的芳烃含硫量的化合物
更新日期:2018-10-01
中文翻译:
使用负载型贵金属基催化剂催化解聚牛皮纸木质素的生物基化学品
摘要 牛皮纸木质素是造纸工业的副产品,被认为是生产生物可再生化学品的有吸引力的原料。然而,其顽固的性质和硫含量使催化转化具有挑战性。该研究证明了贵金属基催化剂在不使用外部溶剂的情况下通过催化加氢处理牛皮纸木质素来生产富含烷基酚类和芳香族化合物的木质素油的功效。使用两种载体(活性炭和 Al2O3)上的四种不同金属(Ru、Pt、Pd、Rh)评估了八种市售催化剂。通过 GPC、GCxGC-FID、GC-MS-FID 和元素分析对产品油进行了广泛的分析。催化剂在反应前后通过各种技术(N2 物理吸附、NH3-TPD、XRD 和 TEM)表征,并且它们的理化性质与催化性能相关。由于较高的总酸度、弱酸性位点和介孔结构的组合,Al2O3 作为载体在木质素油产量和组成方面比作为载体的碳产生更好的结果。金属相也显着影响了产品分布。使用 Rh/Al2O3 催化剂获得最佳结果,木质素摄入量的木质素油产率为 36.3 wt%,木质素摄入量的总单体产率为 30.0 wt%,包括 15.3 wt% 的烷基酚和 7.9 wt% 的芳烃含硫量的化合物 弱酸性位点和介孔结构。金属相也显着影响了产品分布。使用 Rh/Al2O3 催化剂获得最佳结果,木质素摄入量的木质素油产率为 36.3 wt%,木质素摄入量的总单体产率为 30.0 wt%,包括 15.3 wt% 的烷基酚和 7.9 wt% 的芳烃含硫量的化合物 弱酸性位点和介孔结构。金属相也显着影响了产品分布。使用 Rh/Al2O3 催化剂获得最佳结果,木质素摄入量的木质素油产率为 36.3 wt%,木质素摄入量的总单体产率为 30.0 wt%,包括 15.3 wt% 的烷基酚和 7.9 wt% 的芳烃含硫量的化合物