Новые методы переработки лигнина в низкомолекулярные органические соединения и нанопористые материалы
Актуальной задачей является разработка высокотехнологичных методов утилизации лигнинов, образующихся в огромных количествах в промышленных процессах глубокой переработки лигноцеллюлозного сырья. Рассмотрены новые перспективные методы утилизации древесных лигнинов с получением ценных химических продуктов, разрабатываемые в Институте химии и химической технологии СО РАН (Красноярск). Ароматические альдегиды и органические кислоты получали каталитическим окислением лигнинов кислородом и пероксидом водорода, жидкие углеводороды - каталитической конверсией лигнинов в среде суперкритических спиртов. В процессе термоконверсии древесных лигнинов в сверхкритическом этаноле высокий выход жидких продуктов достигнут при использовании твердых катализаторов на основе сульфатированного диоксида циркония и высококремнеземных цеолитов в Н-форме. В среде сверхкритического бутанола высокую активность в конверсии лигнина в жидкие продукты проявляли нанесенные на SiO2 никельсодержащие катализаторы. Разработаны новые методы синтеза из лигнина нанопористых углеродных материалов, включая углеродные молекулярные сита и аэрогели с уникальными свойствами. Показано, что термощелочная активация лигнина способствует развитию в получаемых углеродных материалах удельной поверхности до 2700 м2/г и суммарного объема пор до 1.4 см3/г. Полученные нанопористые углеродные материалы обладают высокой сорбционной активностью и перспективны для разделения газообразных смесей и очистки газов и воды. Предложены методы синтеза нанопористых органических и углеродных аэрогелей на основе доступных и дешевых лигнинсодержащих композиций: лигнин-танин-формальдегидных и лигнин-фенол-формальдегидных. Получаемые аэрогели имеют широкие потенциальные области применения в качестве термоизоляционных материалов, сорбентов, катализаторов, электродов, электрохимических конденсаторов.