Dalle molecole modello agli oli di lignina reali: sviluppo di catalizzatori eterogenei per la reazione di idrogenolisi

La valorizzazione catalitica della lignina è una delle principali sfide per le bioraffinerie integrate e per la produzione sostenibile di composti aromatici. La Reductive Catalytic Fractionation (RCF) depolimerizza e stabilizza la lignina, fornendo un olio ricco di aromatici e una polpa cellulosica ad elevata purezza; comprendere i fattori che governano la scissione selettiva dei legami β-O-4 è quindi fondamentale per sviluppare catalizzatori efficienti e selettivi. In questo lavoro è stato studiato il ruolo della fase metallica e del supporto nell’idrogenolisi e idrogeossigenazione del 2-fenossi-1-feniletanolo, molecola modello del legame β-O-4, attraverso due differenti approcci. Nel primo, la parziale/totale sostituzione del rutenio con rame su un supporto magnetico a base di maghemite è stata investigata con l'obiettivo di ridurre il contenuto di metallo nobile mantenendo la possibilità di recuperare il catalizzatore mediante separazione magnetica. La sostituzione completa del Ru ha determinato una perdita di attività, mentre il sistema bimetallico Ru-Cu ha mostrato un compromesso favorevole tra contenuto di metallo nobile e prestazioni catalitiche. Nel secondo approccio è stato investigato l’effetto delle proprietà del supporto. Sono stati testati catalizzatori a base di Ru supportati su Al2O3, Nb2O5, SiO2 e m-ZrO2. I risultati hanno evidenziato una rete di reazione comune, caratterizzata da successive trasformazioni di idrogenolisi, idrogenazione e idrodeossigenazione, la cui velocità e selettività dipendono dal supporto. Il reprocessing di un olio di lignina da segatura di pioppo utilizzando Ru/Fe3O4, ha consentito di convertire gli oligomeri residui in monomeri aromatici preservandone l’aromaticità. I risultati evidenziano come la combinazione tra fase metallica e proprietà del supporto costituisca uno strumento efficace per modulare la reattività dei catalizzatori e indirizzare la trasformazione della lignina verso prodotti aromatici di interesse.