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Screening di catalizzatori in base Cu e Mo supportati su γ-Al2O3 per la depolimerizzazione riduttiva della lignina = Cu and Mo based catalyst supported on γ-Al2O3 screening for lignin reductive depolimerization

Santiago Arriazu Rojo

Screening di catalizzatori in base Cu e Mo supportati su γ-Al2O3 per la depolimerizzazione riduttiva della lignina = Cu and Mo based catalyst supported on γ-Al2O3 screening for lignin reductive depolimerization.

Rel. Raffaele Pirone, Samir Bensaid. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili, 2022

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Abstract:

L’esaurimento continuo delle fonti fossili ha spinto la ricerca verso lo studio delle biomasse come fonte energetica rinnovabile. Tra queste, le biomasse lignocellulosiche sono le più abbondanti del pianeta: sono composte principalmente da lignina, cellulosa ed emicellulosa, tre macromolecole a diversa composizione chimica: cellulosa ed emicellulosa sono composte da zuccheri mentre la lignina è composta da aromatici. Quest’ultima costituisce circa il 15-30% della biomassa e possiede una struttura altamente ramificata che presenta una serie di legami chimici, carbonio-carbonio e carbonio-ossigeno tra i vari aromatici. A causa della sua natura complessa, la lignina risulta difficile da valorizzare e, ad oggi la maggior parte viene considerata materia di scarto dalle industrie o bruciata per un recupero energetico. Tuttavia, la natura aromatica della lignina le permette di essere considerata come valida alternativa al petrolio. Tra le varie strategie di valorizzazione, la depolimerizzazione riduttiva a composti aromatici a più basso peso molecolare risulta quindi essere una strada promettente. Questa fornisce come prodotto principale un bio-oil di natura fenolica, il quale oltre essere un interessante potenziale additivo per combustibili, può essere considerato un’ottima fonte di molecole con a valore aggiunto, utili nell’industria chimica. Il processo riduttivo prevede la presenza di idrogeno, il quale può essere fornito sia sotto forma gassosa che da un solvente datore di idrogeno e tutta una serie di reazioni in grado di frammentare la macromolecola e allo stesso tempo ridurre la formazione di solidi come sottoprodotti indesiderati (char): la lignina infatti presenta un gran quantitativo di legami eterei nella sua struttura, i quali sono energeticamente semplici da rompere in ambiente riduttivo. Tuttavia, oltre alla resa in bio-oil, risulta essenziale la deossigenazione del prodotto in ottica di una valorizzazione energetica. La reazione di idrodeossigenazione (HDO) permette di diminuire il rapporto O/C dell’olio prodotto con una relativa bassa spesa di idrogeno; perciò, risulta fondamentale individuare un catalizzatore capace di favorirla selettivamente. Diversi studi indicano la capacità di certi metalli di transizione (Cu, Fe, Ni e Mo) nel favorire reazioni di HDO. Quindi, in questo lavoro di tesi sono stati sintetizzati dei catalizzatori a basso costo e testati in reazioni con lignina Kraft, uno scarto dell’industria cartaria. L’obiettivo è quello di individuare le condizioni operative ottimali del processo e identificare il catalizzatore più performante tra Mo/Al2O3, MoOx/Al2O3, Cu/Al2O3 e CuOx/Al2O3 riguardo la resa in bio-oil e il suo rispettivo potere calorifico. I suddetti catalizzatori permettono di paragonare le prestazioni dei loro siti attivi metallici con le loro forme ossidate, fornendo una visione complessiva sulla differenza tra le loro attività e selettività.

Relatori: Raffaele Pirone, Samir Bensaid
Anno accademico: 2022/23
Tipo di pubblicazione: Elettronica
Numero di pagine: 69
Soggetti:
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili
Classe di laurea: Nuovo ordinamento > Laurea magistrale > LM-22 - INGEGNERIA CHIMICA
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/24900
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