Biofuel Production via Catalytic Hydrodeoxygenation of Guaiacol, a Lignin Model Compound

L’augment constant d’emissions de gasos d’efecte hivernacle, principalment per l’ús de combustibles fòssils, posa de manifest la necessitat urgent d'alternatives. Els residus de biomassa lignocel·lulòsica, que contenen lignina, constitueixen una matèria primera renovable prometedora. La hidrodesoxigenació (HDO) catalítica de lignina destaca com un procés clau per a convertir compostos oxigenats en hidrocarburs, d'ús com a biocombustibles, impulsant la bioeconomia circular i reduint la dependència dels combustibles fòssils. Aquesta tesi estudia la HDO del guaiacol, un compost model de la lignina, a ciclohexà, component de biocombustibles, a 180 °C i 300 °C, utilitzant catalitzadors de Ni i NiCu derivats de materials tipus hidrotalcita (LDHs), i Ni suportat en zeolites fluorades (ZSM-5 i Beta). La fluoració de les zeolites amb NH₄F va augmentar la seva mesoporositat i acidesa de Brønsted; La fluoració amb microones va millorar la cristal·linitat. També es van utilitzar microones i ultrasons per a preparar LDHs de NiCuMgAl: les microones van augmentar cristal·linitat i basicitat, mentre que els ultrasons van generar materials menys cristal·lins i amb menor basicitat. A 180 °C, 15 bar H2, 1 h, la màxima selectivitat a ciclohexà (86 %) amb conversió completa es va aconseguir amb un catalitzador rehidratat de Ni procedent de LDH de NiAl combinat amb zeolita Hβ, destacant també el catalitzador de NiCu procedent de LDH NiCuAl combinat amb Hβ (73 %) i Ni/Beta fluorada (58 %). A 300 °C, 50 bar H2, 1 h, els catalitzadors de Ni i NiCu procedents de LDHs de NiAl van assolir fins a un 65 % de selectivitat a ciclohexà, i els procedents de LDHs amb Mg van afavorir l'obtenció de ciclohexanol. La combinació amb Hβ va incrementar el ciclohexà per transformació simultània del solvent(dodecane). L'addició de centres de Lewis (ReOx) va afavorir l'obtenció de ciclohexanol. Aquesta tesi contribueix al disseny de catalitzadors selectius per a valoritzar la lignina i produir biocombustibles sostenibles.