Научный центр Объединенного института химических исследований РУДН синтезировал новый катализатор для производства «зеленого» биотоплива.
Одним из видов сырья для получения биотоплива служат древесные отходы. Из лигноцеллюлозной биомассы вначале выделяют метил левулинат, который затем при помощи катализаторов на основе благородных металлов превращается в гаммавалеролактон – высококалорийное жидкое биотопливо, которое совместимо с традиционным нефтяным топливом и может применяться в современных транспортных средствах без модификации двигателей. Однако его массовое производство сдерживается высокой стоимостью катализаторов, которые содержат платину, палладий и рутений.
В РУДН создали новый катализатор из легкодоступных цеолита и диоксида циркония. Цирконий встречается в природе гораздо чаще благородных металлов, и его добыча проще. Годовой объем добычи циркония составляет 300 тыс. т, а рутения – всего 20 т. Соответственно, стоимость циркония также ниже. В качестве носителя катализатора химики выбрали цеолиты, которые состоят из кремния, алюминия и кислорода. Путем механохимического смешения соли циркония и цеолита с последующей термической обработкой химикам удалось получить катализатор с наночастицами диоксида циркония. В эксперименте катализатор показал высокую активность и селективность в целевой реакции образования гаммавалеролактона. Авторам также удалось выявить, что природа цеолита и наночастицы оксида циркония играют разную роль в механизме гидрирования. Кислотные центры цеолита способствуют образованию побочных продуктов, в то время как на оксиде циркония протекают процессы образования гаммавалеролактона.
По мнению ученых, в перспективе гидрирование метил левулината в среде протонного растворителя с использованием недорогих цирконийцеолитных катализаторов может стать основой технологических процессов превращения лигноцеллюлозной биомассы в биотопливо второго поколения.
Комментарии