Studio di catalizzatori a base di rame per la valorizzazione di furfurale in un reattore in continuo in fase liquida

Nell’ottica della chimica verde e dei building blocks derivati dalla biomassa, la furfurale (FUR) rappresenta una piattaforma versatile per produrre molecole ad alto valore aggiunto come pentandioli (PDO) e metilfurano (MF). I primi sono utilizzati nel settore della cosmesi e dei materiali, il secondo, invece, è utilizzato nel settore dei carburanti alternativi. Il presente lavoro di tesi si propone di sviluppare dei catalizzatori supportati Cu/ZrO2 per convertire la FUR in PDO e MF, conducendo la reazione in un reattore continuo in fase liquida. La reazione verrà condotta utilizzando i-PrOH con un duplice scopo: solubilizzare i reagenti e creare le condizioni per poter svolgere le reazioni di riduzione ed idrogenolisi che portano ai prodotti d’interesse tramite un meccanismo di Catalytic Transfer Hydrogenation (CTH), in cui il solvente si comporta da H-donatore. Questa scelta evita la necessità di usare un reagente prezioso come l’idrogeno molecolare, consentendo anche di semplificare a livello impiantistico il processo. Per quanto riguarda i catalizzatori, sono stati preparati tramite la tecnica incipient wetness impregnation (IWI). Il supporto a base di ZrO2, invece, è stato preparato tramite una sintesi ottimizzata in modo da ottenere un’ampia area superficiale. Inoltre, sono stati testati un catalizzatore contenete SiO2 al posto della zirconia per valutare l’effetto della variazione del supporto e due materiali con additivi metallici quali Ni e Co per valutare il loro effetto sulle selettività del sistema. Tutti i materiali preparati sono stati caratterizzati con tecniche come IR-ATR, BET, TPR, TPD-NH3, FT-IR, TGA e DTA. Le performance catalitiche sono state studiate variando la temperatura di reazione, nell’arco di diversi giorni di reazione. Infine, le conversioni, selettività nei prodotti sono state calcolate tramite GC-FID.