Carbon-based nanocatalysts (CnCs) for biomass valorization and hazardous organics remediation (2022)
El aumento continuo de la demanda de mercancías y combustibles aumenta la necesidad de enfoques modernos para la producción en masa de productos químicos renovables derivados de materias primas abundantes, como la biomasa, así como para la contaminación de la remediación del agua y el suelo resultante de la descarga antropogénica de compuestos orgánicos. Hacia estas direcciones y dentro del concepto de (bio)economía circular, el desarrollo de procesos catalíticos eficientes y sostenibles es de suma importancia. En este contexto, el diseño de nuevos catalizadores desempeña un papel fundamental, y los nanocatalizadores basados en el carbono (CnC) representan una de las clases de materiales más prometedoras. En esta revisión, se resume y discute una amplia gama de CnCs utilizados para la valorización de la biomasa hacia la producción de productos químicos valiosos, y para aplicaciones de remediación ambiental. Se hace hincapié, en particular, en la producción catalítica de 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) a partir de residuos alimentarios ricos en celulosa o almidón, la hidrogenólisis de la lignina para obtener altos rendimientos de bioaceite enriquecido predominantemente en monómeros fenólicos alquilados y oxigenados, la oxidación parcial selectiva fotocatalítica, sonocatalítica o sonofotocatalítica de 5-HMF a 2,5-diformilfurano (DFF) y la descomposición de contaminantes orgánicos en matrices acuosas. Los materiales carbonosos utilizados como catalizadores independientes o como soportes de (nano)metales son varios tipos de carbones micro/mesoporosos activados, grafeno/grafito y sus homólogos modificados químicamente, como el óxido de grafito y el óxido de grafito reducido, los nanotubos de carbono, los puntos cuánticos de carbono, el nitruro de carbono grafítico y los fullerenos.