Разработка новых методов получения ценных химических продуктов путем каталитической деполимеризации органосольвентных древесных лигнинов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 16-13-10326

НазваниеРазработка новых методов получения ценных химических продуктов путем каталитической деполимеризации органосольвентных древесных лигнинов

Руководитель Кузнецов Борис Николаевич, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" , Красноярский край

Конкурс №13 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-403 - Гомогенный катализ и гетерогенный катализ

Ключевые слова Древесный лигнин, нативный, органосольвентный, структура, деполимеризация, окислительная среда, сверхкритические спирты, катализаторы, фенольные и ароматические углеводороды, органические и углеродные аэрогели.

Код ГРНТИ31.15.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Хотя лигнин является одним из основных компонентов древесной биомаасы, до настоящего времени отсутствуют высокотехнологичные методы его переработки. Переменный состав и строение нативных и технических лигнинов затрудняют разработку оптимальной стратегии их утилизации с получением ценных компонентов моторных топлив, новых материалов и других востребованных химических продуктов. Целью проекта является создание стратегии высокотехнологичной переработки ресурсов древесного лигнина с получением фенольных и ароматических углеводородов, новых пористых органических и углеродных аэрогелей с уникальными свойствами, основанной на использовании «зеленых» реагентов и эффективных катализаторов. Впервые будет выполнено систематическое исследование процессов каталитической деполимеризации в окислительной среде и в сверхкритических спиртах нативных и выделенных из хвойной и лиственной древесины органосольвентных растворимых лигнинов, не содержащих серу и других отравляющих катализаторы примесей. Будет установлен состав и строение органосольвентных лигнинов и предложены эффективные методы их переработки в фенольные и ароматические углеводороды, органические и углеродные аэрогели с уникальными свойствами. При изучении состава и строения растворимых лигнинов, получаемых на их основе продуктов, а также катализаторов будут использованы следующие физико-химические методы: 1Н и 13С ЯМР, ИКС, ГЖХ, ВЭЖХ, ХМС, СЭМ, ПЭМ, РФА, БЭТ, ДТА-ДСК и химического анализа. Новизна проекта заключается в проведении систематического исследования закономерностей каталитической деполимеризации в окислительной среде и в сверхкритических спиртах в фенольные и ароматические углеводороды органосольвентных древесных лигнинов, переведенных в растворимое состояние, без применения серосодержащих и других отравляющих катализаторы химических реагентов, а также в использовании растворимых лигнинов для синтеза новых пористых органических и углеродных материалов с уникальными свойствами.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Кузнецов Б.Н., Судакова И.Г., Гарынцева Н.В., Левданский В.А., Иванченко Н.М., Пестунов А.В., Дьякович П., Пинель К. Green biorefinery of larch wood biomass to obtain the bioactive compaunds, functional polymers and nanoporous materials Wood Science and Technology, Vol. 52,Issue 5, P.1377-1394 (год публикации - 2018)
10.1007/s00226-018-1029-7

2. Кузнецов Б.Н., Шарыпов В.И., Береговцова Н.Г., Барышников С.В., Пестунов А.В., Восьмериков А.В., Дьякович Л. Thermal conversion of mechanically activated mixtures of aspen woodzeolite catalysts in a supercritical ethanol Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Volume 132, Pages 237-244 (год публикации - 2018)
10.1016/j.jaap.2018.01.022

3. Кузнецов Б.Н., Васильева Н.Ю., Казаченко А.С., Скворцова Г.П., Левданский В.А., Лутошкин М.А. Разработка метода сульфатирования этаноллигнина древесины пихты с использованием сульфаминовой кислоты Журнал Сибирского федерального университета. Химия, N.1, Vol.11, P. 122-130. (год публикации - 2018)
10.17516/1998-2836-0063

4. Кузнецов Б.Н. Переработка лигнина в ценные химические продукты и нанопористые материалы Сибирский федеральный университет, г. Красноярск (год публикации - 2018)

5. Кузнецов Б.Н., Судакова И.Г., Яценкова О.В., Гарынцева Н.В., Ратабоул Ф., Дьякович Л. Оптимизация одностадийных процессов получения микрокристаллической целлюлозы пероксидной делигнификацией древесины в присутствии катализатора TiO2 Катализ в промышленности, N.3, Vol.18, P. 72-80 (год публикации - 2018)
10.18412/1816-0387-2018-3-72-80

6. Кузнецов Б.Н. , Чесноков Н.В. Новые методы переработки лигнина в низкомолекулярные органические соединения и нанопористые материалы Химия в интересах устойчивого развития, N. 3, Vol. 26, P. 305-316 (год публикации - 2018)
10.15372/KhUR20180306

7. Шарыпов В.И., Береговцова Н.Г., Барышников С.В., Мирошникова А.В., Таран О.П., Лавренов А.В., Кузнецов Б.Н. Гидрирование этаноллигнина древесины лиственницы в среде сверхкритического этанола в присутствии сульфатированных катализаторов ZrO2 и Pt/ZrO2 Журнал Сибирского федерального университета серии "Химия", Т.11, №4 (год публикации - 2018)

8. Кузнецов Б.Н., Левданский В.А., Кузнецова С.А., Гарынцева Н.В., Судакова И.Г., Левданский А.А. Integration of green delignification and sulfation processes for obtaining cellulose sulfates from aspen wood European Journal of Wood and Wood products (год публикации - 2017)

9. Кузнецов Б.Н., Гарынцева Н.В., Кузнецова С.А., Маляр Ю.Н., Яковлев В.А., Дьякович Л. Green catalytic processing of native and organosolv lignins Catalysis Today (год публикации - 2017)

10. Гришечко Л.И., Микова Н.М., Кузнецов Б.Н. Оптимизация процесса синтеза лигнин-танин- формальдегидных органических аэрогелей Журнал Сибирского федерального университета. Химия, Т. 9, №2, С. 212-220 (год публикации - 2016)
10.17516/1998-2836-2016-9-2-212-220

11. Кузнецов Б.Н., Судакова И.Г., Гарынцева Н.В., Л. Дьякович, К. Пинель Kinetic studies and optimization of abies wood fractionation by hydrogen peroxide at mild conditions with TiO2 catalyst Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis (год публикации - 2016)
10.1007/s11144-016-1100-z

12. Шарыпов В.И., Кузнецов Б.Н., Яковлев В.А., Береговцова Н.Г., Барышников С.В. Исследование термической конверсии ацетонлигнина в сверхкритическом бутаноле в присутствии катализаторов NiCuMo/Sio2 Catalysis in Industry (год публикации - 2017)

13. Кузнецов Б.Н., Чесноков Н.В., Гарынцева Н.В., Судакова И.Г., Пестунов А.В., Дьякович Л., Пинель К. Кинетическое исследование и оптимизация каталитической пероксидной делигнификации древесины осины Кинетика и катализ, Т. 59, №1, С.29-39 (год публикации - 2018)

14. Иванов И.П., Микова Н.М., Лутошкин М.А., Чесноков Н.В., Кузнецов Б.Н. Изучение строения и свойств нанопористых углеродных материалов, полученных термощелочной активацией лигнинов древесины пихты Журнал Сибирского федерального университета. Химия, Т.10, № 3 (год публикации - 2017)

15. Кузнецов Б.Н., Маляр Ю.Н., Кузнецова С.А., Казаченко А.С., Левданский А.В., Гришечко Л.И., Пестунов А.В., Бояндин А.Н., Сельзард А. Выделение, строение и применение органосольвентных лигнинов Журнал Сибирского федерального университета. Химия, Т. 9, № 4 (год публикации - 2016)

16. Яценкова О.В., Судакова И.Г., Скрипников А.М., Кузнецов Б.Н. Влияние условий пероксидной каталитической делигнификации древесины березы на выход и состав целлюлозных продуктов Журнал Сибирского федерального университета. Химия, Т. 9, № 2. С. 188-200 (год публикации - 2016)
10.17516/1998-2836-2016-9-2-188-200

17. Микова Н.М., Скворцова Г.П., Иванов И.П., Левданский В.А., Кузнецов Б.Н. Влияние лигнина на свойства органических и углеродных гелей из полифенолов коры лиственницы Журнал Сибирского федерального университета. Химия, Т.10, № 3 (год публикации - 2017)

18. Кузнецов Б.Н., Чесноков Н.В., Яценкова О.В., Шарыпов В.И., Гарынцева Н.В., Иванченко Н.М., Яковлев В.А. Green catalytic valorization of hardwood biomass into valuable chemicals with the use of solid catalysts Journal of Wood Science and Technology (год публикации - 2017)

19. Кузнецов Б.Н., Чесноков Н.В., Яценкова О.В., Судакова И.Г., Скрипников А.М., Береговцова Н.Г., Шарыпов В.И. Разработка методов получения качественных гидролизатов, основанных на интеграции каталитических процессов пероксидной делигнификации и кислотного гидролиза древесины березы Катализ в промышленности, Т.17, №6, С. 543-553 (год публикации - 2017)
10.18412/1816-0387-2017-6-543-553

20. Шарыпов В.И., Береговцова Н.Г., Барышников С.В., Мирошникова А.В., Кузнецов Б.Н. Изучение состава и термических превращений этаноллигнина, выделенного из древесины осины Журнал Сибирского федерального университета. Химия, Т.9, № 3 (год публикации - 2016)

Публикации