Levulinic acid conversion to 2-methyltetrahydrofuran over Ni-Cu/Al2O3 catalysts

Abstract

El ácido levulínico (LA) es un compuesto derivado de la biomasa con gran proyección para los futuros procesos de biorrefinería, como la producción 2-metil tetrahidrofurano (MTHF) y otros biocombustibles. La producción sostenible de éstos compuestos requiere el desarrollo de procesos catalíticos basados en metales no-nobles como el estudiado en esta tesis (Ni-Cu/Al2O3). En esta investigación se comprobó que el agua no es un buen disolvente para la reacción por limitar la reacción de la ¿-valerolactona (GVL), un compuesto intermedio de la reacción, a MTHF. Con el uso de bioalcoholes se consiguieron rendimientos importantes a MTHF y se encontraron destacados efectos sinérgicos entre los metales (Ni-Cu), lo que permitió optimizar su proporción. Posteriormente se estudió el efecto que la fuente de hidrógeno (H2 frente a donadores de H) tiene sobre la reacción, y se constató que la colaboración de ambas fuentes es necesaria para la conversión del producto intermedio estable (GVL). Finalmente, se establecieron las relaciones entre las características superficiales del catalizador y su actividad para la conversión de las GVL. Se observó que la composición de los centros metálicos es más importante que su concentración; asimismo, la proximidad entre los centros ácidos y metálicos influye más que la acidez total. Por último, se observó la desactivación de los catalizadores por deposición de carbono. No obstante, su efecto se puede mitigar mediante calcinación entre ensayos (regeneración térmica), proporcionando actividades estables tras 3 ciclos de reacción.