Abstract

This review focused to the discussion of the results from recent research in a promising area of the complex processing of lignocellulosic biomass: reductive catalytic fractionation (RCF). The effect catalysts, co-catalysts, solvents, sources of hydrogen, and the nature of lignocellulosic raw materials on the selectivity in the production of monomeric lignin products is considered. Heterogeneous catalysts are mainly used in RCF processes, which allows the reductive depolymerization of lignin to obtain low molecular weight compounds while maintaining the carbohydrate components of the biomass. Of the considered catalysts based on platinum group and transition metals, those containing Pd, Pt, Ru, and Ni have the highest activity. The nature of the metal also affects the composition of the resulting products. For example, ruthenium catalysts produce 4-propyl guaiacol as the main product, while ones based on Ni and Pd yield 4-propanol guaiacol. Catalysts containing Mo, due to their lower hydrogenation activity, give monolignols or their esterified derivatives of while preserving the carbohydrate components of lignocellulosic biomass. However, bifunctional catalysts that contain both acidic and metallic active sites are the most efficient in RCF processes. Acid sites contribute to the breaking of etheric β-O-4 bonds, while metal sites catalyze reduction of the resulting intermediate compounds. An important aspect of selecting suitable catalysts for the RCF process is their reusability. The use of a ferromagnetic catalyst or a basket for the catalyst solves the problem of separating it from products of the process.

中文翻译：

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木质纤维素生物质的还原催化分馏：其复杂加工的新方法

摘要

这篇综述重点讨论了最近在木质纤维素生物质复杂加工的一个有希望的领域的研究结果：还原催化分馏 (RCF)。考虑了催化剂、助催化剂、溶剂、氢源和木质纤维素原料的性质对单体木质素产品生产选择性的影响。多相催化剂主要用于 RCF 工艺，它允许木质素的还原解聚以获得低分子量化合物，同时保持生物质的碳水化合物成分。在所考虑的基于铂族和过渡金属的催化剂中，含有 Pd、Pt、Ru 和 Ni 的催化剂具有最高的活性。金属的性质也会影响所得产品的组成。例如，钌催化剂主要生产4-丙基愈创木酚，而基于Ni和Pd的催化剂生产4-丙醇愈创木酚。含有 Mo 的催化剂由于其较低的加氢活性，在保留木质纤维素生物质的碳水化合物组分的同时，产生了木质素单体或其酯化衍生物。然而，同时包含酸性和金属活性位点的双功能催化剂在 RCF 工艺中是最有效的。酸性位点有助于破坏醚 β-O-4 键，而金属位点则催化生成的中间体化合物的还原。为 RCF 工艺选择合适的催化剂的一个重要方面是它们的可重复使用性。使用铁磁催化剂或催化剂篮解决了将其与工艺产物分离的问题。而基于Ni和Pd的则产生4-丙醇愈创木酚。含有 Mo 的催化剂由于其较低的加氢活性，在保留木质纤维素生物质的碳水化合物组分的同时，产生了木质素单体或其酯化衍生物。然而，同时包含酸性和金属活性位点的双功能催化剂在 RCF 工艺中是最有效的。酸性位点有助于破坏醚 β-O-4 键，而金属位点则催化生成的中间体化合物的还原。为 RCF 工艺选择合适的催化剂的一个重要方面是它们的可重复使用性。使用铁磁催化剂或催化剂篮解决了将其与工艺产物分离的问题。而基于Ni和Pd的则产生4-丙醇愈创木酚。含有 Mo 的催化剂由于其较低的加氢活性，在保留木质纤维素生物质的碳水化合物组分的同时，产生了木质素单体或其酯化衍生物。然而，同时包含酸性和金属活性位点的双功能催化剂在 RCF 工艺中是最有效的。酸性位点有助于破坏醚 β-O-4 键，而金属位点则催化生成的中间体化合物的还原。为 RCF 工艺选择合适的催化剂的一个重要方面是它们的可重复使用性。使用铁磁催化剂或催化剂篮解决了将其与工艺产物分离的问题。在保留木质纤维素生物质的碳水化合物成分的同时，得到木质素单体或其酯化衍生物。然而，同时包含酸性和金属活性位点的双功能催化剂在 RCF 工艺中是最有效的。酸性位点有助于破坏醚 β-O-4 键，而金属位点则催化生成的中间体化合物的还原。为 RCF 工艺选择合适的催化剂的一个重要方面是它们的可重复使用性。使用铁磁催化剂或催化剂篮解决了将其与工艺产物分离的问题。在保留木质纤维素生物质的碳水化合物成分的同时，得到木质素单体或其酯化衍生物。然而，同时包含酸性和金属活性位点的双功能催化剂在 RCF 工艺中是最有效的。酸性位点有助于破坏醚 β-O-4 键，而金属位点则催化生成的中间体化合物的还原。为 RCF 工艺选择合适的催化剂的一个重要方面是它们的可重复使用性。使用铁磁催化剂或催化剂篮解决了将其与工艺产物分离的问题。酸性位点有助于破坏醚 β-O-4 键，而金属位点则催化生成的中间体化合物的还原。为 RCF 工艺选择合适的催化剂的一个重要方面是它们的可重复使用性。使用铁磁催化剂或催化剂篮解决了将其与工艺产物分离的问题。酸性位点有助于破坏醚 β-O-4 键，而金属位点则催化生成的中间体化合物的还原。为 RCF 工艺选择合适的催化剂的一个重要方面是它们的可重复使用性。使用铁磁催化剂或催化剂篮解决了将其与工艺产物分离的问题。