Heterogene Katalyse, Biomasse und Kohle
Der rasant steigende Ölpreis lenkt unsere Aufmerksamkeit auf die Nutzung von alternativen Rohstoffen zur Herstellung von flüssigen Brennstoffen. Pflanzen sind die größten Reserven an erneuerbaren Kohlenstoffen auf der Erde. Um die gewünschten Produkte aus ihnen zu gewinnen, ist es notwendig, die Reaktivität ihrer Hauptbestandteile (Cellulose, Lignin und Hemicellulose) zu verstehen und geeignete Katalysatoren zu entwickeln. Dies ist eine große Herausforderung, der sich unsere Arbeitsgruppe stellt.
Dr. Roberto Rinaldi
- 2010
- Selbstständiger Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (durch den Sofja Kovalevskaja Preis der Alexander von Humboldt-Stiftung)
- 2009
- Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (Prof. Ferdi Schüth)
- 2007
- Post-Doc am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (Prof. Ferdi Schüth)
- 2007
- Post-Doc am Brazilian Synchrotron Laboratory (LNLS), Campinas, Sao Paulo, Brasilien (Dr. Daniela Zanchet)
- 2003–2006
- Promotion und Lehrauftrag an der UNICAMP (Prof. Ulf Schuchardt)
- 1999–2002
- Studium der Chemie, Diplom an der Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) Campinas, Sao Paulo, Brasilien
- 1979
- Geboren am 8. September in Campinas, Sao Paulo, Brasilien
- 2010
- Sofja Kovalevskaja Preis der Alexander von Humboldt-Stiftung
- 2010
- Thieme Chemistry Journal Award
- 2010
- TMFB Outstanding Project Award 2010, Shell Global Solutions
- 2009
- Mitglied der Global Young Faculty der Mercator Stiftung
- 2008
- Auszeichnung für hervorragende Dissertation, Evonik-Degussa und der Brasilianischen Katalyse Gesellschaft
- 2003
- Lavoisier Medallie für hervorragende Diplomarbeit, Sao Paulo Council of Chemistry
- 2003–2010
- 15 eingeladene Vorträge
- 2006
- Forschungsaufenthalt, RWTH-Aachen (Prof. Wolfgang Hölderich)
- 2004
- Forschungsaufenthalt, TU-Berlin (Prof. Herbert Schumann)
- 2012
Wang, X., Rinaldi, R.* :
Exploiting H-transfer reactions with Raney Ni for upgrade of phenolic and aromatic biorefinery feeds under unusual, low-severity conditions.
Energy & Environmental Science, 5, 8244-8260. DOI: 10.1039/C2EE21855K
Wang, X., Rinaldi, R.*:
Solvent effects on the hydrogenolysis of diphenyl ether with Raney Nickel and their implications for the conversion of lignin.
ChemSusChem, 5, 1455-1466. DOI: 10.1002/cssc.201200040
Meine, N., Rinaldi, R.,* Schüth, F.*:
Solvent-free catalytic depolymerization of cellulose to water-soluble oligosaccharides. ChemSusChem, 5, 1449-1454. DOI: 10.1002/cssc.201100770
Rinaldi, R.* :
Reply to “Comment on 'Instantaneous dissolution of cellulose in organic electrolyte solutions'”. Journal of Chemical and Engineering Data 57, 1341-1343. DOI: 10.1021/je3001238- 2011
Rinaldi, R.* :
Instantaneous dissolution of cellulose in organic electrolyte solutions.
Chemical Communications 47, 511-513.
Jäger, G., Girfoglio, M., Dollo, F., Rinaldi, R., Bongard, H., Commandeur, U., Fischer, R., Spiess, A. C., Büchs, J.*:
How recombinant swollenin from Kluyveromyces lactis affects cellulosic substrates and accelerates their hydrolysis.
Biotechnology for Biofuels 4, 33. DOI: 10.1186/1754-6834-4-33
Engel, P., Bonhage, B., Pernik, D., Rinaldi, R., Schmidt, P., Wulfhorst, H., Spiess, A.C.* : Population balance modelling of homogeneous and heterogeneous cellulose hydrolysis. Computer Aided Chemical Engineering 29, 1316-1320.- 2010
G. Jäger, Z. Wu, K. Garschhammer, P. Engel, T. Klement, R. Rinaldi, A. Spiess, J. Büchs; Practical screening of purified cellobiohydrolases and endoglucanases with alpha-cellulose and specification of hydrodynamics.
Biotechnology for Biofuels 3, 18, 2010J. M. C. Bueno, A. Ferreira, D. Zanchet, R. Rinaldi, U. Schuchardt, S. Damyanova;
Effect of the CeO2 content on the surface and structural properties of CeO2-Al2O3 mixed oxides prepared by sol-gel method.
Appl. Catal. A: Gen 388, 45-56, 2010N. Meine, F. Benedito, R. Rinaldi* ;
Thermal stability of ionic liquids assessed by potentiometric titration.
Green Chemistry 12, 1711-1714, 2010R. Rinaldi,* P. Engel, J. Büchs, A. C. Spiess,* F. Schüth*;
An integrated catalytic approach to fermentable sugars from cellulose.
ChemSusChem 3, 1151-1153, 2010R. Rinaldi,* N. Meine, J. vom Stein, R. Palkovits, Ferdi Schüth*;
Which controls the depolymerization of cellulose in ionic liquids: the solid acid catalyst or cellulose?
ChemSusChem 3, 266-276, 2010; Special issue MPI EnerChemR. Palkovits,* K. Tajvidi, J. Procelewska, R. Rinaldi, A. Ruppert;
Hydrogenolysis of cellulose combining mineral acids and hydrogenation catalysts.
Green Chemistry 12, 972-978, 2010Y. Liu, H. Tüysüz, C.-J. Jia, M. Schwickardi, R. Rinaldi, A.-H. Lu, W. Schmidt, F. Schüth*
From glycerol to allyl alcohol: iron oxide catalyzed dehydration and consecutive hydrogen transfer ChemComm 46, 1238-1240, 2010- 2009
R. Rinaldi,* F. Schüth*;
Acid hydrolysis of cellulose as the entry point into biorefinery schemes
ChemSusChem 2, 1096-1107, 2009R. Rinaldi, F. Schüth*;
Design of solid catalysts for the conversion of biomass.
Energy & Environmental Science 2, 610-626, 2009R. Rinaldi,* H. F. N. Oliveira, H. Schumann, U. Schuchardt;
Homogeneously catalyzed epoxidation of α,β-unsaturated ketones using simple aluminum salts and aqueous H2O2 –Is it possible?
Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 307, 1-8, 2009R. Rinaldi,* A. M. Porcari, T. C. R. Rocha, W. H. Cassinelli, R. U. Ribeiro, J. M. C. Bueno, D. Zanchet*;
Construction of heterogeneous Ni catalysts from supports and colloidal nanoparticles – A challenging puzzle.
Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 301, 11-17, 2009- 2008
R. Rinaldi, R. Palkovits, F. Schüth*;
Depolymerisation von Cellulose unter Einsatz heterogener Säurekatalysatoren in ionischen Flüssigkeiten. (Depolymerization of cellulose using solid catalysts in ionic liquids)
Chemie Ingenieur Technik 80, 1248-1248, 2008R. Rinaldi, R. Palkovits, F. Schüth*;
Depolymerization of cellulose using solid catalysts in ionic liquids.
Angewandte Chemie International Edition 47, 8047-8050, 2008C. S. Araujo, D. Zanchet, R. Rinaldi, U. Schuchardt, C.E. Hori, J. L. G. Fierro, J. M. C. Bueno*;
The effects of La2O3 on the structural properties of La2O3-Al2O3 prepared by the sol–gel method and on the catalytic performance of Pt/La2O3-Al2O3 towards steam reforming and partial oxidation of methane.
Applied Catalysis B: Environmental 84, 552-562, 2008A. Steffen, S. Teixeira, J. Sepulveda, R. Rinaldi, U. Schuchardt*;
Alumina-catalyzed Baeyer-Villiger oxidation of cyclohexanone with hydrogen peroxide.
Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 287, 41-44, 2008R. Rinaldi,* P. L. O. Volpe, I. L. Torriani;
L-Tryptophan transport through a hydrophobic liquid membrane using AOT micelles: Dynamics of the process as revealed by small angle X-ray scattering.
Journal of Colloid and Interface Science, 318, 59-67, 2008
Forschungsthemen
- Lignin
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Lignin
Mit Blick auf die Zusammensetzung von Lignocellulose-Materialien (z. B. Ernterückstände, Stroh, Bagasse, Blätter und Holz), wird klar, dass bis zu 30% der pflanzlichen Biomasse Lignin ist. Daher ist die Umwandlung von Lignin in nützliche Produkte eine aktuelle und strategische Forschung. Unsere Aktivitäten in der Lignin Chemie decken die Extraktion von Lignin durch den Organosolv Prozess ab, sowie die Entwicklung von Katalysatoren zur Lignin Hydrogenolyse, Oxidation und Depolymerisation.
Abbildung: Die Nutzung von Lignin stellt eine Herausforderung für die Katalyse dar - Kohle
-
Kohle
Es wird geschätzt, dass die heutigen Kohlereserven noch 100 Jahre reichen. Wenn man daran denkt, dass die Produktion von Biomasse saisonal ist, stellt die Integration von der direkten Kohle- und Biomassenverflüssigung ein interessantes Verfahren für die Herstellung von sauberen Kraftstoffen dar. Die Ähnlichkeit zwischen den chemischen Strukturen der Braunkohle und Lignin ermutigt uns integrierte Strategien zu entwickeln. Unser Ziel in der Kohlechemie ist die direkte gemeinsame Verflüssigung von Braunkohle und Biomasse zu Treibstoffen.
Abbildung: Die Kohlechemie könnte die Rohstoff-Lücke im Übergang zu einer Ökonomie, basierend auf erneuerbaren Rohstoffen füllen - Cellulose
-
Cellulose
Die Nutzung von Cellulose erfordert normalerweise ihre Auflösung. Aus Cellulose-Lösungen können begehrte Produkte, wie z. B. Viskose, gewonnen werden. In diesem Bereich ist es unser Ziel, den Prozess der Auflösung von Cellulose in nicht-konventionellen Lösungsmitteln zu verstehen und die Reaktivität von Cellulose in diesen Lösungsmitteln zu erforschen.
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