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Evaluation of Ru<sub>x</sub>Ni<sub>1-x</sub>/SBA-15 catalysts for depolymerization features of lignin macromolecule into monomeric phenols
저자
Kim, Jae-Young ; Park, Shin Young ; Choi, In-Gyu ; Choi, Joon Weon
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
640-648(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>The bimetallic catalysts were prepared by a wetness impregnation method with different molar ratios of Ru and Ni (Ru<SUB>x</SUB>Ni<SUB>1-x</SUB>, x = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0) on mesoporous silica SBA-15. Soda lignin (SL) was directly depolymerized to phenol-rich oil fraction (lignin-oil) over bimetallic catalysts under supercritical ethanol. 2D-HSQC-NMR demonstrated that representative interunit linkages such as β-O-4, β-5, and β-β were considerably degraded during depolymerization process by thermal reaction. Phenol was mainly produced from SL with other phenolic compounds such as guaiacol, 4-ethylphenol, 4-methylguaiacol, 4-ethylguaiacol, and syringol. This study revealed that the chemical properties of lignin-oil were clearly affected by the physicochemical properties of bimetallic catalysts. By increasing the amount of hydrogen binding sites and the acidity of the catalyst, the yields of lignin-oil, total phenols, and phenol increased while that of char decreased. In particular, acidic sites in bimetallic catalysts have a significant effect on the formation of phenol. The yields of total monomeric phenols and phenol were largest with the Ru<SUB>0.6</SUB>Ni<SUB>0.4</SUB> catalyst (12.7 wt%, and 4.7 wt%, respectively).</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Bmetallic catalysts were prepared with various ratios of Ru and Ni on mesoporous silica SBA-15. </LI> <LI> Lignins were depolymerized in the presence of bmetal catalysts under supercritical ethanol. </LI> <LI> Yields of lignin-oil/total phenols were influenced with hydrogen binding sites and acidity of catalyst. </LI> <LI> Phenols such as guaiacol, 4-ethylphenol, 4-methylguaiacol, syringol were mainly produced. </LI> <LI> Yields of total monomeric phenols and phenol were the largest with Ru<SUB>0.6</SUB>Ni<SUB>0.4</SUB> catalyst. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>Bimetallic catalysts with Ru and Ni help in efficient degradation of herbaceous soda lignin under supercritical ethanol state.</P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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