Проект КП-06-ОПР 01/2:
Нови подходи за оползотворяване на лигноцелулозна биомаса до ценни химически продукти и материали за интелигентен и екологосъобразен растеж

Ръководител:
доц. д-р Свилен Симеонов

Базова организация:
Институт по органична химия с Център по фитохимия, Българска академия на науките

Партньорски организации:
Институт по полимери, Българска академия на науките

Ръководител на екип от ИП-БАН:

Проф. Петър Петров

Начало:
14 декември 2018 г.

Продължителност:
36 месеца

Резюме на проекта:
Съвременното общество е изправено пред мащабни икономически и екологични предизвикателства свързани със свръх експлоатацията на природните ресурсите. В тази връзка, преминаването към биоикономика и оползотворяването на биовъзобновими суровини е ключово за дългосрочен интелигентен и екологосъобразен икономически растеж. Утвърждаването на биоикономиката на национално и европейско ниво може да поддържа и да стимулира икономическия растеж и трудовата заетост, да намали зависимостта от изкопаеми горива и да подобри икономическата и екологичната устойчивост на производствата. Важността на биомасата, като основен източник на възобновим въглерод за биоикономиката, е осъзната и нуждата от засилени научни изследвания свързани с нейното оползотворяване е ясно посочено в редица стратегически документи на ЕС и България, включително ИСИС. Сред редица възможности, лигноцелулозната биомаса е най-широко разпространена в природата, не притежава хранителна стойност за човека и е достъпна от селскостопански и горски отпадъци, което я превръща в най-обещаващата суровина за производство на химически продукти, които да заменят продуктите получавани от полезни изкопаеми. Фурфуралът и производният му фурфурилов алкохол са сред основните продукти достъпни в големи количества от преработката на лигноцелулозна биомаса и редица технологии за тяхното получаване от отпадна биомаса са въведен в промишлеността. Поради това тяхната последваща преработка до крайни химически продукти е от голям интерес за научната общност и представлява актуална тематика от фундаментално научно значение с бързо увеличаващ се годишен брой публикации в световен мащаб.
В настоящия проект получаването на ценни химически продукти от фурфурилов алкохол чрез реакция на Ахматович в присъствие на нови хетерогенни катализатори ще бъде разгледано като нов подход за биорафинерия и разработване на химически технологии за устойчиво развитие. Предвидените изследвания ще се фокусират върху разработването на нови методи за провеждане на реакция на Ахматович, както и по-нататъшни трансформации на получените междинни съединения до продукти с реално практическо приложение като мономери, разтворители и биогорива. За постигане на поставените цели ще бъдат разработени и охарактеризирани широк набор от нови, селективни катализатори на основата на наноразмерни метални оксиди и йерархични зеолити, които ще позволят индивидуални подходи и разработване на екологични методи с видимо приложение в практиката. Част от получените крайни продукти ще бъдат използвани за последваща полимеризация целяща получаването и охарактеризирането на нови материали, като хидрогелове и биоразградими полиестери.


Project KP-06-OPR 01/2:
New approaches for lignocellulosic biomass utilization towards chemical products and materials for smart and green development

Coordinator:
Assoc. Prof.  Svilen Simeonov

Base organization:
Institute of Organic Chemistry with Centre of Phytochemistry - Bulgarian Academy of Sciences

Partner  organization:
Institute of Polymers - Bulgarian Academy of Sciences

Team leader:
Prof.  Petar Petrov

Start:
14 December 2018

Duration:
36 months

Summary:
The modern society faces major economic and environmental challenges related to over-exploitation of natural resources. In this regard, the shift towards bioeconomy and the use of biorenewable raw materials will play an important role for long-term, smart and environmentally friendly economic growth. Strengthening the bio-economy at national and European level can support and stimulate economic growth and employment, reduce dependence on fossil fuels and improve the sustainability of the production patterns. The importance of the biomass as a major source of renewable carbon for the bio-economy is recognized and the need for research related with its utilization is outlined in a number of EU and Bulgaria’s strategic documents, including ISIS. Among other possibilities, lignocellulosic biomass is the most abundant in the nature, has no nutritional value and is available from agricultural and forest waste, thus is nowadays considered the most promising feedstock to replace the fossils. Furfural and its derivative furfuryl alcohol are among the major products available in large quantities from the processing of lignocellulosic biomass and a number of technologies for their production from waste biomass are industrialized. Therefore, their processing into final chemical entities is of great interest for the scientific community and is a topic with a rapidly increasing annual number of publications worldwide.
In this project, the production of valuable chemical products from furfuryl alcohol through Achmatowicz reaction in the presence of new heterogeneous catalysts will be considered as a new approach to biorefinery and development of chemical technologies for sustainable development. The envisaged studies will focus on developing new methods for Achmatowicz reaction, as well as further transformations of the resulting intermediates into products with visible practical applications such as monomers, solvents and biofuels. In order to achieve these objectives, a wide range of new, selective catalysts based on nanoparticulate metal oxides and hierarchical zeolites will be developed and characterized. This will allow individual approaches and the development of environmentally benning methods with visible application. Some of the produced final products will be used for polymerization towards production and characterize of new materials such as hydrogels and biodegradable polyesters.

< Prev		Next >