Evaluation of solvent-catalyst systems for biphasic depolymerization of Kraft lignin

Lo scopo di questa tesi è stato il tentativo di designare un sistema bifasico per la depolimerizzazione della lignina Kraft in composti aromatici a temperature moderate. Questo lavoro è stato parte del progetto “Green Chemical from Lignin” del gruppo di ricerca “Catalytic Process Engineering Group” dell’istituto di ricerca Paul Scherrer Institut (Svizzera). L’idea è di designare un sistema che permetta di far avvenire la reazione di depolimerizzazione all’interfaccia tra la fase polare e quella apolare e quindi di proteggere le i prodotti di reazione da reazioni di ripolimerizzazione e condensazione, le quali sono delle reazioni altamente probabili che accadano durante la depolimerizzazione della lignina. Un articolo pubblicato da questo gruppo di ricerca ha già evidenziato il potenziale di un sistema bifasico in confronto ad un semplice sistema solo acquoso: è stato testato un sistema acqua-ottanolo in presenza di acido solforico e lignina Kraft il quale ha portato ad una resa di vanillina sei volte maggiore rispetto al semplice sistema monofasico. Gli esperimenti svolti in questa tesi hanno avuto lo scopo di designare un nuovo sistema bifasico in presenza di poliossometalati (POMs) come catalizzatori, i quali agiscono come ossidanti stechiometrici in assenza di ossigeno. In particolare, sono stati testati diversi solventi, due differenti POMs e l’influenza della temperatura di reazione è stata anche presa in analisi: i risultati ottenuti sono stati comparati con esperimenti svolti in presenza di acido solforico e risultati presenti in altre ricerche presenti nella letteratura scientifica. Inoltre, anche il ruolo del metanolo come “radical scavenger” e la risultate solubilità dei prodotti della depolimerizzazione della lignina sono stati analizzati.