SusChEM: Continuous Flow Lignin Deconstruction in Supercritical Solvent Mixtures and Conversion to Renewable Chemicals

SusChEM:超临界溶剂混合物中的连续流动木质素解构以及转化为可再生化学品

基本信息

  • 批准号:
    1706046
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-01 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Lignocellulosic biomass from agricultural waste and non-edible plants represents an abundant, inexpensive, and renewable source of carbon for the production of bio-based fuels, chemicals, and polymers. To be truly sustainable, new conversion processes that favor the use of green solvents, non-precious metal catalysts, and offer optimal biomass utilization need to be explored. The research objective of this project is to investigate the deconstruction of lignin, an underutilized biopolymer which accounts for up to 30% of lignocellulosic biomass, and its conversion to high value-added bio-based phenolic precursors for the industrial production of drugs, cosmetics, flavoring agents, and epoxy resins. The process combines the depolymerization of lignin in supercritical solvents and the catalytic upgrading of the resulting fragments to desired bio-based products.The project will explore new processes to convert lignin, an industrial waste product that is currently burnt as low value boiler fuel, to high value-added chemicals of industrial significance. Specifically, the deconstruction and fractionation of industrial lignin in flow reactors using supercritical solvent mixtures will be studied in order to understand the involved mechanisms and identify conditions that favor high selectivity, thus benefiting the economics of the conversion process and the environment by reducing waste. High value building blocks such as p-coumaric acid and ferulic acid will be recovered while fractions with lower value monomers and oligomers will be further converted over nanostructured catalysts to bio-based phenolic platform chemicals. The outreach program primarily targets grades 7-12 high school teachers with the objective of generating excitement and interest in pursuing careers in STEM fields among their students.
农业废物和不可食用植物的木质纤维素生物量代表了生产基于生物的燃料,化学物质和聚合物的丰富,廉价且可再生的碳来源。为了真正可持续,需要探索有利于使用绿色溶剂,非贵金属催化剂并提供最佳生物质利用率的新转换过程。该项目的研究目的是调查木质素的解构,木质素是一种未充分利用的生物聚合物,占木质纤维素生物质的30%,及其转换为高增值基于生物的酚类酚类前体,用于药物,化妆品,调味剂和epoxy isins的工业生产。该过程结合了木质素在超临界溶剂中的解聚,并将所得片段的催化升级升级为所需的基于生物的产品。该项目将探索新的过程,以转化木质素,转化木质素,该工业废物是一种目前以低价值锅炉燃料燃烧的工业废物,以使工业意义上的高价值化学物质燃烧。 具体而言,将研究使用超临界溶剂混合物在流动反应堆中的工业木质素的解构和分馏,以了解涉及的机制并确定有利于高选择性的条件,从而使转化过程和环境的经济受益于减少浪费。将回收高价值的构建块,例如p-墨酸和阿魏酸,而具有较低价值单体和低聚物的分数将进一步转化为纳米结构的催化剂,转换为基于生物的酚类平台化学物质。 外展计划主要针对7 - 12年级的高中教师,目的是引起对学生在STEM领域从事职业的兴奋和兴趣。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Low-pressure two-stage catalytic hydropyrolysis of lignin and lignin-derived phenolic monomers using zeolite-based bifunctional catalysts
  • DOI:
    10.1016/j.jaap.2020.104779
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Yuan Xue;Ashokkumar M. Sharma;Jiajie Huo;Wangda Qu;Xianglan Bai
  • 通讯作者:
    Yuan Xue;Ashokkumar M. Sharma;Jiajie Huo;Wangda Qu;Xianglan Bai
Insights into Structural Changes of Lignin toward Tailored Properties during Deep Eutectic Solvent Pretreatment
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.0c01361
  • 发表时间:
    2020-07-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Chen, Zhu;Bai, Xianglan;Wan, Caixia
  • 通讯作者:
    Wan, Caixia
One-pot selective conversion of lignocellulosic biomass into furfural and co-products using aqueous choline chloride/methyl isobutyl ketone biphasic solvent system
  • DOI:
    10.1016/j.biortech.2019.121708
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Chen, Zhu;Bai, Xianglan;Wan, Caixia
  • 通讯作者:
    Wan, Caixia
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