Studio del biochar come nuovo supporto catalitico per la sintesi del gamma-valerolattone.

Abstract

In questo lavoro di tesi si è voluto studiare un promettente sistema catalitico eterogeneo per la sintesi del γ-valerolattone ottenuto a partire dall’acido levulinico. Il sistema catalitico richiede un supporto con un’adeguata area superficiale sul quale è possibile disperdere la componente metallica e i siti acidi di Lewis, componenti necessari per favorire la formazione del prodotto. In particolare, si vuole studiare il biochar come supporto innovativo ottenuto a partire da un processo di pirolisi e successiva attivazione della biomassa. Sono stati preparati differenti biochar ottenuti a partire da biomasse di natura diversa; nello specifico sono stati scelti un campione di alghe brune, uno proveniente dagli scarti della produzione della birra e del vino e uno da scarti dell’industria conciaria. L’introduzione dell’allumina come fonte di siti acidi di Lewis è stata effettuata attraverso due metodi differenti: per precipitazione e per impregnazione, mentre il Nichel come fase attiva è stato introdotto per impregnazione ad umido. I catalizzatori sono poi stati caratterizzati attraverso diverse tecniche d’analisi: fisisorbimento di azoto, TPD, TPD-NH3, assorbimento atomico, analisi elementare, TPR, XRD, SEM e TEM. L’attività del sistema catalitico è stata valutata attraverso la reazione di idrogenazione dell’acido levulinico in autoclave alla temperatura di 200°C sotto pressione di idrogeno. Le condizioni di reazione sono state ottimizzate in modo da avere una massima resa del prodotto. Si è voluto, inoltre, studiare la stabilità del catalizzatore attraverso il riuso dello stesso per la medesima reazione.