Total chemocatalytic cascade conversion of lignocellulosic biomass into biochemicals

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作者
Jae-Yong Park,Umair Mushtaq,Junjung Rohmat Sugiarto,Deepak Verma,Jaehoon Kim
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:310: 121280-121280 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121280
摘要

Because of its complexity, selective conversion of lignocellulosic biomass into platform chemicals presents significant challenges. Herein, we converted birch wood into high-yield lignin-derived phenolic monomers and dimers and holocellulose-derived polyols and monocarboxylic acids via a two-step cascade reaction using 0.1 wt% Pd on N-doped carbon (Pd 0.1 /CN x ) and passivated alumina-coated Ni on activated carbon (Ni 2 @Al 2 O 3 /AC) catalysts. The catalytic fractionation of birch sawdust using Pd 0.1 /CN x produced 11.1 wt% monomers, 5.6% dimers, and 63.4 wt% pulp-rich solid (PRS) based on feed weight. The subsequent conversion of PRS over passivated Ni 2 @Al 2 O 3 /AC produced 21.6 wt% C 2 –C 6 polyols and 7.9 wt% monocarboxylic acids. After the whole biomass conversion reaction, the Pd 0.1 /CN x and Ni 2 @Al 2 O 3 /AC catalysts were separated using their different magnetic responses and reused three times without activity loss. The structure–performance relationships of the Pd 0.1 /CN x catalysts synthesized using different methods and effect of passivation on the performance of the Ni 2 @Al 2 O 3 /AC catalyst were analyzed. • Total cascade conversion of wood into biochemicals using two types of catalysts. • High lignin monomer yield of 53.6 C% was achieved over Pd 0.1 /CN x -DP4 during RCF. • Polyols and acids with a yield of 51.1 C% was achieved over passivated Ni 2 @Al 2 O 3 /AC. • Single Pd atom and ultrasmall Pd clusters were effective in the wood fractionation.
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