Depolimerizzazione riduttiva della lignina: studio dell’effetto del MoOx/Al2O3 sul processo = Lignin reductive depolymerization: role of MoOx/Al2O3 on the process

Il crescente esaurimento di fonti fossili sta spingendo la ricerca verso la valorizzazione della biomassa come fonte rinnovabile di energia. La lignina è una valida alternativa per la produzione di combustibile e di prodotti chimici ad alto valore aggiunto. Essa costituisce il 15-30% della biomassa lignocellulosica ed è la seconda fonte rinnovabile più abbondante presente sulla terra dopo la cellulosa. Dall’industria della carta, della cellulosa e del bioetanolo vengono prodotte 100 milioni di tonnellate all’anno di lignina come scarto con un valore di 732,7 milioni USD (2015), che vengono utilizzate per la produzione di calore e di energia; solo il 2% viene sfruttato per la produzione di composti chimici ad alto valore aggiunto. La lignina può essere valorizzata attraverso un processo di depolimerizzazione: l’obiettivo è quello di rompere i legami che la compongono. Il maggiore ostacolo nella produzione di tali composti è costituito dalla complessa struttura della lignina. La lignina è un polimero ramificato amorfo formato da tre unità fenilpropanoiche dette monolignoli (alcol cumarilico, alcol coniferilico e alcol sinapilico), connesse da legami di tipo C-C e C-O. I prodotti ottenibili dalla depolimerizzazione della lignina sono composti aromatici quali fenolo, guaiacolo, vanillina ecc. Il presente lavoro si pone l’obiettivo di studiare l’effetto di un catalizzatore a base Mo supportato su allumina (MoOx/Al2O3) nel processo di depolimerizzazione riduttiva della lignina. L’idrogeno gioca un ruolo importante nel processo perché rompe i legami eteri (β-O-4 e α-O-4) e i gruppi ossidrili delle catene laterali, ed inoltre inibisce la formazione di nuovi legami C-C. Esso può essere fornito sottoforma di gas o attraverso solventi donatori di idrogeno come etanolo, iso-propanolo e acido formico. Lo studio è stato condotto in un reattore batch agitato a diverse condizioni di reazione. Dalla reazione di depolimerizzazione si ottiene l’olio, al cui interno sono presenti i composti aromatici. L’olio estratto dalla reazione è stato poi analizzato per studiarne la composizione. Infine, sono state condotte delle prove con altri tipi di catalizzatori (Ru/C, MoOx/C e MoOx/SiO2) per poter valutare l’efficacia del MoOx/Al2O3 sul processo.