Project R-14394

Valorisatie van Organosolv lignine residu's voor de Aanmaak van Actieve Kool-Draagstructuren voor katalyse in Bioraffinage processen. (Onderzoek)

De huidige maatschappij is steeds meer aan het evolueren naar een circulaire economie waarbij het gebruiken van afvalstromen centraal staat. Veel plantaardige afvalstromen bevatten biomassa waaruit lignine kan onttrokken worden met als doel om hieruit platformchemicaliën te produceren na reductieve depolymerisatie van organsolv lignine. Dit proces gaat echter gepaard met de productie van een substantiële hoeveelheid afval in de vorm van een vast residu dat een negatieve impact heeft op het rendement van het proces en de competitiviteit van platformchemicaliën die gewonnen zijn uit biomassa ten opzichte van degene die afkomstig zijn van fossiele brandstoffen. Dit probleem kan opgelost worden als deze residu's getransformeerd worden naar waardevolle absorberende materialen of gebruikt worden als draagstructuren voor katalytische toepassingen. Hiermee wordt zowel het afvalprobleem als de grote vraag naar geavanceerde substraten gedeeltelijk opgelost. Bioraffinage kan enkel een alternatief bieden voor fossiele brandstoffen als het volledige proces efficiënt en residu-vrij is. Gedurende dit project gaan er twee hoofddoelen zijn. Eerst gaat de omzetting van organosolv lignine residu's naar gespecialiseerde actieve kool bestudeerd worden door middel van trage pyrolyse. Daarna worden verschillende fosforylatietechnieken toegepast op het materiaal zodat er unieke sorptiemiddelen en bifunctionele katalysatoren ontstaan dankzij het introduceren van fosfaat -en fosfonaatgroepen. Het doel is om zeer poreuze actieve kool te verkrijgen met een laag asgehalte en met een 5% fosforincorporatie. In overeenstemming met de huidige tendens qua duurzaamheid, gaan er tijdens dit proces niet-giftige en milieuvriendelijke fosforylerende reagentia gebruikt worden. De verkregen substraten zouden uitstekende absorberende eigenschappen kunnen vertonen voor zware metalen in zure media en kunnen dienen als draagstructuren voor de afzetting van Ni/Co actieve sites. Het resultaat is een bifunctioneel materiaal dat zuurbestendig is waardoor het geschikt is voor de katalytische transfer hydrogenolyse (CTH) van guaiacol dat afkomstig is uit lignine. Met deze aanpak wordt ultieme circulariteit nagestreefd en wordt zoveel mogelijk van het startmateriaal benut. Het opwaarderen van de vaste residu's (nevenproduct) van het organosolv proces heeft als gevolg dat de vloeibare lignine fractie beter kan gevaloriseerd worden. Deze nieuwe manier van werken pakt twee prominente problemen aan, namelijk het verwerken van een afvalstroom en het bijdragen aan de ontwikkeling van platformchemicaliën met behulp van hernieuwbare koolstofbronnen.

01 september 2023 - 31 augustus 2027