Valorización de biomasa lignocelulósica mediante el uso de catalizadores basados en arcillas

Resum

A la societat actual hi ha una forta dependència dels productes derivats de combustibles fòssils i és convenient reduir aquesta dependència de cara al futur de la societat. D'altra banda, a l'àrea de Tarragona hi ha presència d'indústria agroalimentària relacionada amb els fruits secs, amb la consegüent producció de residus lignocel·lulòsics, com les closques d'ametlles que es podrien revaloritzar per obtenir compostos químics amb les mateixes funcions que tenen avui dia. els derivats del petroli. El principal objectiu de la tesi és aportar valor afegit a la biomassa de proximitat, en concret a la closca d'ametlla de les comarques de Tarragona, mitjançant el seu fraccionament i posterior transformació en productes de valor afegit, com el furfural, el tetrahidrofurfuril alcohol, el 5-hidroximetilfurfural i la preparació de barreges bituminoses, utilitzant catalitzadors de baix cost econòmic, basats en les argiles. En aquesta tesi s'han preparat, modificat les propietats àcides i caracteritzat diferents argiles com a hectorites mesoporoses deslaminades, fluorohectorites (en un nou mètode de síntesi) o montmorillonita K10 comercial que posteriorment han estat utilitzats com a suports catalítics i com a catalitzadors àcids en les diferents reaccions plantejades . S'han optimitzat les condicions de reacció a cada cas. Els millors rendiments de furfural a partir de l'extracte de xilosa procedent de biomassa s'han aconseguit amb l'hectorita deslaminada protonada arribant a un 90%, a 160 ºC microones i 4 h de reacció. La major selectivitat a 5-hidroximetilfurfural (62 %) a partir de glucosa es va aconseguir amb una barreja de 44 % en pes Amberlyst-15 i 56 % en pes de montmorillonita K10 amb un 56 % de conversió a 140 ºC en autoclau i 4 h de reacció. El rendiment més gran a THFA a partir de furfural obtingut a partir de l'extracte de xilosa de biomassa s'ha aconseguit amb un catalitzador de Ni-Cu/hectorita mesoporosa preparat amb una relació molar de Ni: Cu 1: 1 amb un 90%, a la fase de toluè, i un 80% en la fase aquosa. Finalment, s'han utilitzat lignines obtingudes a partir de les closques d'ametlles com a substituts parcials del betum en la preparació de barreges bituminoses mostrant unes propietats interessants.