Уменьшение запасов сырой нефти, сопровождающееся ростом цен и экологическими проблемами, привело к повышению интереса к использованию возобновляемых видов топлива. Биотопливо, производимое из отходов сельского хозяйства или лесоводства, особенно желательно, поскольку оно позволяет избежать отвлечения ресурсов от производства продовольственных культур.
Однако масла, полученные путем высокотемпературной обработки этих отходов, содержат большое количество кислородсодержащих соединений, которые приводят к нежелательным свойствам, таким как высокая вязкость и коррозионная активность.Теперь Джи Чанг, Армандо Боргна и его коллеги из Института химических и инженерных наук A * STAR в Сингапуре описывают серию катализаторов, которые могут быть использованы для улучшения этих масел путем удаления нежелательных кислородсодержащих функциональных групп1. Используя соединение гваякол в качестве модели кислородсодержащих масел, полученных из биологических источников, исследователи обнаружили, что наиболее многообещающие катализаторы деоксигенации гваякола состоят из металлического молибдена на углеродном носителе.
Разнообразие источников биомассы отходов означает, что существует большая изменчивость в содержании биомасла, полученного при начальной термообработке, что само по себе является предметом многочисленных исследований. Гуаякол обеспечивает в виде единственного и легко доступного соединения типы кислородсодержащих функциональных групп, которые обычно необходимо удалить.Катализаторы для соответствующего процесса обессеривания широко используются на нефтеперерабатывающих заводах для производства более чистого топлива, но они не оптимизированы для обескислороживания. «Катализаторы десульфурации хорошо разработаны и изучены благодаря обширным исследованиям механизмов, с помощью которых они работают», — объясняет Чанг. «Мы используем гваякол в качестве модельного соединения, чтобы развить аналогичный уровень понимания деоксигенации».Лучшие катализаторы, идентифицированные исследователями, показывают полное превращение гваякола и более 80% селективности по желаемым углеводородным продуктам в течение нескольких минут.
Чанг и его сотрудники провели подробное исследование структуры катализаторов до и во время реакции, а также дезактивированных катализаторов. Они также попытались определить процесс реакции — в частности, типы кислородсодержащих функциональных групп, которые вступают в реакцию первыми, и влияет ли это на характеристики катализатора.
Хотя селективность катализатора имеет решающее значение, другие факторы, такие как активность и стабильность катализатора, окажутся не менее важными из-за их влияния на экономику всего процесса. «Предстоит пройти долгий путь, прежде чем этот полный процесс« биомасса в топливо »станет коммерческим», — говорит Чанг. «Кроме того, мы надеемся еще больше улучшить селективность, чтобы она стала полезной для разработки тонких химикатов, а также топлива».Аффилированные с A * STAR исследователи, участвующие в этом исследовании, представляют Институт химических и технических наук.