Chitin: sustainable valorization into nitrogen-rich chemical products

Chitine: van schaaldierafval tot bron van koolstof en stikstof

Chitine, een overvloedig biopolymeer uit schaaldierafval, vormt een veelbelovende hernieuwbare bron van koolstof en gefixeerde stikstof. Efficiënte valorisatie van chitine biedt kansen voor duurzame bioraffinaderijen en vermindert de afhankelijkheid van fossiele grondstoffen en het energie-intensieve Haber-Boschproces. In haar proefschrift onderzoekt Ting Wang conversietechnologieën zoals chemokatalyse, pyrolyse en mechanochemische verwerking om stikstofrijke biogebaseerde chemicaliën te produceren.

Wang geeft een overzicht van de structuur, extractiemethoden en valorisatiepotentieel van chitine, en bespreekt vijf omzettingsroutes: pyrolyse, deacetylatie tot chitosan, depolymerisatie tot COSs en NAG, omzetting in platformmoleculen (zoals furanen en aminen) en synthese van benzeenachtige aromaten.

Vervolgens richt Wang zich op de synthese van amide-furanen uit chitine en hun reactiviteit in Diels-Alderreacties. De endo/exo-selectiviteit varieerde met functionele groepen en werd verklaard via DFT-berekeningen en kinetische modellering.

Verder onderzoekt Wang CoOx@Co-NC-katalysatoren voor de selectieve hydrogenering van chitine-afgeleide aldehyden. CoNC200 vertoonde hoge activiteit en selectiviteit dankzij geoxideerde kobaltsoorten zoals CoOOH en Co₃O₄. Enzymatische polymerisatie van BHMF-mengsels maakte gecontroleerde biopolyestersynthese mogelijk.

Tenslotte behandelt Wang de thermische afbraak van voorbehandelde chitine. Kogelmalen en zure behandeling verlaagden de afbraaktemperatuur en beïnvloedden de productverdeling. Katalysatoren (CaO, Al₂O₃, H-ZSM-5) stuurden de productselectiviteit richting stikstofhoudende verbindingen, LGO of BTX-aromaten.

Dit onderzoek levert waardevol inzicht in chitinevalorisatie en ondersteunt de toepassing ervan in duurzame chemische productie.

Ting Wang voerde haar onderzoek uit bij het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG), afdeling Chemische Technologie, met financiering van het Chinese Scholarship Council. Ze vervolgt haar loopbaan als postdoc bij Xiamen University.