Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Katalysierte und nicht-katalysierte Hydrothermolyse von Lignin und Umsetzung der Reaktionsprodukte zu Phenol-Formaldehyd-Kondensaten, Teilvorhaben 3: Untersuchung der katalysierten und nicht-katalysierten Hydrothermolyse und reduktiven Hydrothermolyse von Ligninen

Anschrift
Technische Universität München - Department Chemie - Lehrstuhl I für Technische Chemie
Lichtenbergstr. 4
85748 Garching b.München
Kontakt
Prof. Dr. Johannes Lercher
Tel: +49 89 289 13540
E-Mail: johannes.lercher@ch.tum.de
FKZ
22001605
Anfang
01.07.2005
Ende
31.10.2008
Ergebnisdarstellung
Lignin wurde in den Untersuchungen aufgrund seiner komplexen Struktur durch die Modellsubstanzen Diphenylether, Benzylphenylether, Diphenylmethan, Eugenol, 4-methoxybiphenyl und Pthalan ersetzt. Damit wurden typische Bindungsmuster und somit auch Reaktivitäten des Lignins repräsentativ abgebildet. Es konnte gezeigt werden, dass in allen Verbindungen Etherbrücken sowohl über einen radikalischen als auch einen ionischen Mechanismus umgesetzt werden. Anhand der Versuche mit den Modellverbindungen kann insgesamt geschlussfolgert werden, dass bei der basenkatalysierten Lignin-Hydrolyse vorwiegend die Aryl-Aryl-Etherbindungen, insbesondere die ß-O-4 Bindungen, gespalten, und neben Monomeren auch ein großer Anteil an Oligomeren erhalten wird. Die Zusammensetzung des gewonnenen Produktöls hängt stark von der Aufarbeitung ab. Monomer- und Oligomerausbeuten lassen sich durch Variation der Temperatur, des Drucks, der Katalysatorkonzentration und der Verweilzeit einstellen.
Aufgabenbeschreibung
Es ist das Ziel dieses Vorhabens, Lignine aus der Zellstoffindustrie sowie lignocellulosehaltige Biomasse als nachwachsenden Rohstoff mittels Hydrothermolyse zu substituierten Phenolen abzubauen und aus diesen Phenol-Formaldehyd-Harze wie Resole, Resitole und Novolake herzustellen, die über ein vergleichbares Eigenschaftsspektrum verfügen wie die entsprechenden Duroplaste auf petrochemischer Basis. Bei der TUM erfolgten grundlegende Untersuchungen, die bei der technischen Umsetzung am ICT genutzt wurden. Die dann am ICT erhaltenden Ligninabbauprodukte der Hydrothermolyse wurden bei DOW anwendungstechnisch untersucht. Aufgaben mit grundlegendem Charakter im Bereich der katalysierten bzw. nicht-katalysierten Hydrothermolyse und reduktiven Hydrothermolyse von Ligninen zur Herstellung substituierter Phenole wurden am Institut für Technische Chemie der TUM durchgeführt. Es erfolgten Untersuchungen des Hydrolyseverhaltens von Lignin-Modellverbindungen unter verschiedenen Reaktionsbedingungen und die Aufarbeitung der Reaktionsmasse. Darüber hinaus erfolgten ein Katalysatorscreening und die Optimierung der Reaktionsbedingungen sowie mechanistische Untersuchungen zur basenkatalysierten Umsetzung von Lignin.

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