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Erschienen in: Topics in Catalysis 3-4/2012

01.05.2012 | Original Paper

Bifunctional Materials for the Catalytic Conversion of Cellulose into Soluble Renewable Biorefinery Feedstocks

verfasst von: Damian Reyes-Luyanda, Josseant Flores-Cruz, Pedro J. Morales-Pérez, Luis G. Encarnación-Gómez, Fengyuan Shi, Paul M. Voyles, Nelson Cardona-Martínez

Erschienen in: Topics in Catalysis | Ausgabe 3-4/2012

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Abstract

The combination of Brønsted acidity with metallic functionality in a mesoporous catalyst offers a potential pathway for the conversion of cellulose into sugar alcohols that may be used as a sustainable source of renewable biorefinery feedstock. Supported Ru catalysts were prepared by evaporative deposition on various ordered mesoporous silicas (SBA-15) with different functionalities and characterized using multiple experimental techniques. The catalytic performance of the supported Ru catalysts was compared to that of the corresponding supports and of Ru/C. We studied the effects of functional group loading, reaction time and temperature on the activity and products yield of the bifunctional catalysts by monitoring the cellulose conversion and the production of sugars and sugar alcohols in a high-pressure batch reactor. Sorbitol is the main product obtained by the hydrolysis of cellulose to glucose followed by the corresponding reduction. Secondary products include sugars, ethylene glycol and glycerol. The activity of mesoporous silica catalysts increases with an increase in acid loading and the addition of Ru allows control of the selectivity towards sugar alcohols. Ruthenium supported on arenesulfonic acid-functionalized mesoporous silica (Ru/SBA-15S) displays the best catalytic performance. Ru/SBA-15S is more hydrothermally stable than SBA-15, but loses a significant fraction of its surface area, crystallinity, acidity and activity after prolonged exposure to water at 483 K.

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Metadaten
Titel
Bifunctional Materials for the Catalytic Conversion of Cellulose into Soluble Renewable Biorefinery Feedstocks
verfasst von
Damian Reyes-Luyanda
Josseant Flores-Cruz
Pedro J. Morales-Pérez
Luis G. Encarnación-Gómez
Fengyuan Shi
Paul M. Voyles
Nelson Cardona-Martínez
Publikationsdatum
01.05.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Topics in Catalysis / Ausgabe 3-4/2012
Print ISSN: 1022-5528
Elektronische ISSN: 1572-9028
DOI
https://doi.org/10.1007/s11244-012-9791-5

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