Abstract: Растительная лигноцеллюлозная биомасса (отходы древесины, сельского хозяйства, «энергетические» культуры) и/или ее основные компоненты (целлюлоза, гемицеллюлозы, лигнин) являются перспективным альтернативным сырьем с точки зрения промышленной переработки. Ежегодно на Земле образуется до 200 млрд. тонн лигноцеллюлозы, главные причины её привлекательности для переработки заключаются в возобновимости и широкой доступности. Наши исследования направлены на разработку катализаторов и процессов переработки биомассы в водной среде (реформинг, гидролиз, гидролиз-гидрирование, гидролиз-окисление) в ценные вещества - «platform molecules» - перспективное сырье для топливной, химической и др. отраслей промышленности. Органосольвентная варка в водно-этанольной смеси перспективна для выделения лигнина из биомассы. Каталитическая деполимеризация органосольвентного лигнина в сверхкритическом этаноле при 260 ºC в присутствии твердых катализаторов (сепиолит, ZSM 5/Al2O3 и окисленный УМ Сибунит) позволяет получать твердые (кокс), жидкие и газообразные продукты. Полисахариды (целлюлоза и гемицеллюлозы), полученные после делигнификации, могут перерабатываться в водной среде в ряд востребованных продуктов в «one-pot» процессах в присутствии бифункциональных катализаторов. Катализаторы на основе наночастиц Ru, закрепленных на твердых цезиевых солях гетерополикислот (Cs-HPA: Cs-SiW, Cs-PW), использовались для получения многоатомных спиртов (сорбитола, маннитола) в гидролизе-гидрировании целлюлозы при 180 ºC и давлении H2 50 атм. Максимальный выход сорбитола составил 63% на 1%Ru/Cs-SiW. Показан синергетический эффект от близкого пространственного расположения кислотных и восстановительных центров при использовании именно бифункционального катализатора по сравнению с механическими смесями (Cs-HPA – Ru/C). Применение бифункциональных растворов Mo-V-P гетерополикислот, содержащих кислотные и окислительные активные центры, позволяет получать из целлюлозы и гемицеллюз путем гидролиза-окисления муравьиную кислоту с высокими выходами до 66%. Муравьиная кислота может использоваться в качестве восстановителя или источника водорода в различных процессах восстановления (гидрирования, гидрооблагораживания) продуктов переработки биомассы. Другое направление исследований это разработка устойчивых в агрессивной горячей водной среде твердых кислотных катализаторов гидролиза-дегидратации полисахаридов. Созданы катализаторы на основе углеродного материала Сибунит, а также NbOx/ZrO2. Достигнуты выходы глюкозы до 70% (на Сибуните в проточных условиях); 5-гидроксиметилфурфурола (5-ГМФ) до 22% (на Сибуните) и до 16 % (на NbOx/ZrO2). Необходимо отметить, что 5-ГМФ считается одним из наиболее перспективных, получаемых из биомассы базовых веществ для производства широкого ряда ценных продуктов (полимеры, пластмассы, топлива и компоненты топлив и др.).

Cite: Таран О.П. , Громов Н.В. , Пармон В.Н.
Разработка жидкофазных каталитических методов переработки основных компонентов растительной биомассы в ценные продукты
In compilation Сборник тезисов VI Международная научно-техническая конференция "Альтернативные источники сырья и топлива". 2017. – C.14.

Identifiers: No identifiers

Citing: Пока нет цитирований