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Las propiedades de la lignina junto con su potencial como materia renovable, convierten a este subproducto en un precursor ideal para la preparación de materiales de carbono. En este trabajo se han preparado catalizadores con carácter superficial básico mediante carbonización de disoluciones de lignina alcell/etanol a la que se le ha incorporado precursores de Ba y Ca. Además, se ha utilizado un lignosulfonato con alto contenido en Mg para la preparación de catalizadores básicos mediante carbonización y posterior gasificación parcial con CO2, de forma que se consiga aumentar la porosidad del catalizador. La caracterización de los materiales se ha llevado a cabo mediante adsorción-desorción de N2 a -196ºC y adsorción de CO2 a 0ºC, XPS, DTP, SEM, TEM y análisis termogravimetrico. Durante la reacción de descomposición de 2-propanol en lecho fijo se obtiene como principal producto acetona, indicando el carácter básico de los catalizadores preparados. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Las limitadas reservas mundiales de petróleo han impulsado, nuevamente, la explotación racional, condicionada por el desarrollo sostenible, de fuentes de energía y materias primas alternativas como la biomasa. Entre las posibles vías de valorización de la biomasa, la gasificación y la síntesis de Fischer-Tropsch, proceso denominado biomasa-a-líquidos (biomass-to-liquids, BTL), está recibiendo especial atención debido a las mejoras en la tecnología de gasificación de biomasa y a la implementación de legislaciones ambientales más estrictas sobre combustibles líquidos. En el presente trabajo se han obtenido en una sola etapa (submicro/nano) fibras de carbono con cobalto disperso mediante la técnica de electrohilado, utilizando lignina, un subproducto de la industria papelera, como precursor carbonoso. Mediante carbonización, a distintas temperaturas, se han obtenido las fibras de carbón, de diámetro submicrométrico, con nanopartículas de Co metálico en su estructura que se han utilizado como catalizadores en la conversión de gas de síntesis, similar al que se obtendría de la gasificación de biomasa (H2/CO = 1). Las fibras carbonizadas a 500 ºC son las que mostraron una mayor actividad para la conversión de monóxido de carbono con una mayor selectividad a hidrocarburos en el rango de las gasolinas (C5-C10) y menor selectividad a metano. Los autores agradecen al Plan Propio de Investigación y Transferencia de la UMA, al MCINN por la concesión del proyecto RTI2018-097555-B-I00 y a la Junta de Andalucía (proyecto P18-RT-4592). Además, M.J. V-R agradece al MICINN por la ayuda Juan de la Cierva-Incorporación (IJC2019-041222-I) y F.J. G-M agradece a la Junta Andalucía (DOC_00834). Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Es habitual que en aquellas asignaturas que abordan el diseño de unidades y operaciones de ingeniería se opte por simplificar los casos o problemas en ellos estudiados, de forma que puedan ser resueltos sin ayuda de herramientas informáticas complejas. No obstante, el uso de la aplicación informática MATLAB, puede ayudar al Ingeniero Químico en la comprensión del problema y obtención de una solución matemática de forma didáctica y rápida. Lamentablemente, las habilidades de programación informática, los conocimientos de métodos numéricos o de algoritmos de cálculo que se requieren para programar eficientemente la resolución de estas operaciones de ingeniería, no forman parte del conjunto de habilidades desarrolladas por los estudiantes en ingeniería, sobre todo durante los primeros cursos. Es por ello que en el presente trabajo se analiza la eficacia y experiencia en el desarrollo de las habilidades con el software Matlab de estudiantes del Grado de Ingeniería Química de tercero y cuarto mediante la resolución de problemas modelo. Los resultados y experiencias estan basados en la realización de varios seminarios que consistían en presentar las posibilidades de MATLAB como herramienta didáctica mediante la resolución de problemas de diferentes asignaturas , cuyo resultado requería la resolución de sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias o algebraicas, regresiones no lineales o problemas de optimización. Se ha comprobado la amplia versatilidad de MATLAB para la resolución de problemas de distintas materias del curriculo del grado en Ingeniería Química. Se ha observado una clara motivación del alumnado materializada en su alta participación en las tutorías, y la consecución de los objetivos propuestos. Por otro lado, la mayoría de los alumnos han valorado muy positivamente la experiencia, de forma que han conseguido la integracción de esta herramienta informática en la resolución de problemas de otras materias no contempladas en este estudio. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

In the present, work submicron-sized cobalt-containing lignin fibers have been prepared by the electrospinning technique, using Alcell lignin as carbon precursor, a low-cost co-product of the paper making industry. Carbon fibers were obtained by carbonization of Co-containing lignin fibers at different temperatures, yielding cobalt nanoparticles very well dispersed on the carbon fibers surface. These fibrillar catalysts were tested for Low-Temperature FTS using different H2/CO ratios Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. RTI2018-097555-B-I00 UMA18-FEDERJA-110 P18-RT-4592

The layered structure of two smectites (montmorillonite and saponite) are modified by the insertion of SiO2–ZrO2 nanoparticles, with a Si/Zr molar ratio of 5, to form porous clay heterostructures (PCHs). These PCHs exhibit a clear improvement of the textural and acid properties in comparison to the starting clays, due to the formation of a pillared structure and the presence of Zr species, which provide an increase in the amount of Lewis acid sites. These materials are studied in one-pot catalytic processes to transform furfural into valuable products, such as furfuryl alcohol, alkyl furfuryl ethers, alkyl levulinates or γ-valerolactone, depending on the experimental conditions. Thus, the use of milder reaction temperature (110 °C) favors the formation of furfuryl alcohol and alkyl furfuryl ethers, while higher temperatures (170 °C) promote the formation of alkyl levulinate and γ-valerolactone, as well as an increase in nondetected products associated to the formation of humins due to the polymerization of furfural and/or furfuryl alcohol. The authors are grateful for financial support from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (RTI2018-94918-B-C44 project), FEDER (European Union) funds (UMA18-FEDERJA-171), and the University of Malaga. C.P.J.-G. and C.G.-S. acknowledge Junta de Andalucía and FEDER funds, respectively, for their postdoctoral contracts. Funding for open access charge: Universidad de Málaga/CBUA.

Las nuevas directivas y planes para la descarbonización de la energía proponen el uso de hidrógeno verde, obtenido de forma sostenible a partir de fuentes renovables, como vector energético y materia prima industrial. Una de las vías más prometedoras para su obtención consiste en el reformado con vapor de los líquidos obtenidos mediante pirólisis de residuos biomásicos. En este trabajo se propone llevar mejorar la sostenibilidad de esta vía mediante el uso como soporte catalítico de carbón activo obtenido de los mismos residuos biomásicos a pirolizar. Se han empleado tres residuos agroforestales: piel de naranja, cáscara de pistacho y pétalos de azafrán, que han sido activados físicamente con CO2 y químicamente con H3PO4. Además, estos residuos han mostrado, en un estudio previo, un gran potencial en la producción de líquidos de pirólisis. Estos carbones activos se han usado como soportes de un catalizador de Ni con un 10% de carga. Los catalizadores se han evaluado en el reformado con vapor de compuestos modelos de líquidos de pirólisis (etanol, acetona y ácido acético) a temperaturas entre 500-800 °C. De manera que se ha analizado la influencia de la porosidad, la química superficial, y la presencia de fósforo en los soportes, sobre la actividad y selectividad a hidrógeno del catalizador. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

En este trabajo se presenta la utilización de hueso de aceituna para la preparación de carbones activos por activación química con H3PO4 y de lignina Alcell para la obtención de fibras de carbón mediante electrospinning de distintas disoluciones de lignina/H3PO4/etanol. Estos materiales han sido preparados a temperaturas comprendidas entre 800 y 900 °C y, posteriormente, se han realizado tratamientos térmicos hasta temperaturas de 1600 °C con el objetivo de mejorar la conductividad eléctrica y el comportamiento electroquímico de los materiales. La caracterización electroquímica se ha llevado a cabo en celdas de dos y tres electrodos, mediante voltametría cíclica y experimentos de carga/descarga galvanostática en medio ácido (H2SO4 1M). Al tratar los materiales carbonosos a temperaturas de 1600 °C se ha conseguido un aumento de la conductividad eléctrica del material, así como un mejor comportamiento electroquímico, de forma que se ha conseguido maximizar la potencia del dispositivo sin reducir su densidad energética. En este trabajo se presenta la utilización de hueso de aceituna para la preparación de carbones activos por activación química con H3PO4 y de lignina Alcell para la obtención de fibras de carbón mediante electrospinning de distintas disoluciones de lignina/H3PO4/etanol. Estos materiales han sido preparados a temperaturas comprendidas entre 800 y 900 °C y, posteriormente, se han realizado tratamientos térmicos hasta temperaturas de 1600 °C con el objetivo de mejorar la conductividad eléctrica y el comportamiento electroquímico de los materiales. La caracterización electroquímica se ha llevado a cabo en celdas de dos y tres electrodos, mediante voltametría cíclica y experimentos de carga/descarga galvanostática en medio ácido (H2SO4 1M). Al tratar los materiales carbonosos a temperaturas de 1600 °C se ha conseguido un aumento de la conductividad eléctrica del material, así como un mejor comportamiento electroquímico, de forma que se ha conseguido maximizar la potencia del dispositivo sin reducir su densidad energética. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. Junta de Andalucía (P18-RT-4592) MICINN y FEDER (RTI2018-097555-B-I00)

En este trabajo se presenta la utilización de lignina, con alto contenido en magnesio, para la preparación de soportes carbonosos por activación química con H3PO4. Los soportes carbonosos se han preparado a 500 ºC, variando la relación de impregnación (H3PO4/lignina) desde 1 hasta 4. También se ha preparado un soporte carbonoso por activación física, a 800 ºC, utilizando CO2 como agente activante. Los carbones activos se han impregnado con distintas cargas de Pd y Cu por el método de la humedad incipiente. Se han obtenido catalizadores de base carbonosa microporosos, generándose un elevado desarrollo de la mesoporosidad al aumentar la relación de impregnación (Vmes = 2.1 cm3/g) y con distintos contenidos de P y Mg. Se ha estudiado la reducción catalítica de nitratos en un reactor discontinuo tipo Batch, a 25 ºC, con una concentración inicial de nitratos de 100 mg/L y utilizando H2 como agente reductor. Los resultados obtenidos han mostrado un aumento de la conversión de nitratos y elevadas selectividades hacia N2 en aquellos catalizadores preparados a mayores relaciones de impregnación. Finalmente, se ha estudiado la estabilidad del catalizador y su reutilización en distintos ciclos de reducción de nitratos. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Chemical activation with H3PO4 of lignocellulosic waste generated surface phosphorus functionalities with acid character (Rosas et al., 2009). These P groups also governed the carbon reactivity with oxygen, conferring strong oxidation resistance to ACs (Rosas et al., 2012; Valero-Romero et al., 2017). In this work, the effect of P surface groups on the activity and stability of Ni-AC catalysts for steam reforming of model compounds of pyrolysis liquids was studied. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech RTI2018-097555-B-100 P18-RT-4592

Vivimos una crisis climática generada por el creciente consumo de combustibles fósiles. Es por este motivo que se hace necesario buscar fuentes de energía alternativas, que sean renovables y no aumenten las emisiones de gases de efecto invernadero. En este sentido, la producción de hidrocarburos a partir de gas de síntesis procedente de biomasa, vía Fischer-Tropsch, puede ser una alternativa a los combustibles fósiles tradicionales. En este trabajo se aborda la preparación de catalizadores fibrilares de hierro, preparados en un solo paso, mediante la técnica de electrohilado de disoluciones de lignina/(Fe(NO3)3·9H2O)/etanol. Los materiales fibrilares obtenidos se han estabilizado en aire a 0.5 ºC/min, hasta 200 ºC y durante 12 h. Finalmente, las fibras de lignina estabilizadas se han tratado en N2 a 500, 650 y 800 ºC y en CO2 a 800 ºC. Estos catalizadores se han usado en el proceso Fischer-Tropsch a alta temperatura (HTFT), en un reactor de lecho fijo a 20 bar, 340 ºC y relación H2/CO=1. El catalizador que presenta mayor conversión ha sido el catalizador preparado a 800 ºC en N2, el cual presenta, además, la distribución de productos más elevada hacia hidrocarburos de cadena corta C2-C5. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

En el presente trabajo, se ha estudiado la modificación de nanoesferas porosas de SiO2 con diferente proporción de Zr para obtener catalizadores con relaciones molares Si/Zr entre 2.5 y 30. Estos materiales se han caracterizado mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión, microscopía electrónica de barrido, adsorción-desorción de N2 a -196 ºC, espectroscopía de fotoelectrones de rayos X y desorción termoprogramada de piridina y 2-6-dimetilpiridina. La caracterización de estos catalizadores revela que la incorporación de una alta proporción de Zr favorece la formación de sitios ácidos de Lewis, implicados en los procesos de hidrogenación por transferencia catalítica, mientras que la baja acidez de Brönsted promueve la reacción de deshidratación, de tal manera que es posible obtener una amplia gama de productos a partir del FUR mediante reacciones consecutivas, como el alcohol furfurílico (FOL), isopropil furfuril éter (IpFE), levulinato de isopropilo (IpL) y γ-valerolactona (GVL) en un rango de temperatura de 110-170 ºC, después de 1-6 h de reacción. Los ensayos catalíticos muestran que el aumento de la acidez mejora la conversión del FUR, obteniéndose tanto isopropil furfuril éter como levulinato de isopropilo en mayor proporción, a la menor temperatura de reacción (110ºC). Sin embargo, se obtiene un mayor rendimiento de FOL y GVL cuando la temperatura es de 170ºC. Cabe destacar que la proporción de productos no detectados aumenta cuando disminuye la relación molar Si/Zr en los catalizadores y se aumenta la temperatura, debido a la polimerización del propio FUR y FOL en presencia de sitios ácidos. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (RTI2018-94918-B-C44) Fondos FEDER (Unión Europea) (UMA18-FEDERJA-171)

Lignin is a biopolymer that can be found as the main component of plants. It is obtained as a coproduct in the papermaking and biofuel industries. Owing to its high carbon and aromatic content, high availability and reduced cost, it is an excellent precursor for the preparation of highly valued carbon materials. Electrospinning is a suitable top-down technique for the preparation of polymeric fibers using high voltage electrical fields and polymer solutions of proper viscosity and conductivity. Organosolv lignins, which are extracted from lignocellulosic biomass using organic solvents, are soluble in ethanol, obtaining a solution that matches the requirement of the electrospinning process. In this way, it is possible to produce lignin-based porous carbon fibers using a coaxial electrospinning device [1]. This contribution summarizes our findings about the preparation of carbon materials with different morphologies and composition by processing lignin using electrohydrodynamic forces. Lignin spheres, beaded fibers, straight fibers, beaded tubes and straight tubes are obtained by using coaxial and triaxial spinnerets that allows the electrospinning of two or three different solutions at once [1], Fig. 1. Thermal stabilization in air is needed in order to avoid melting of lignin fibers during carbonization. Stabilization times of 48-96 hours are usually required in this step, decreasing the sustainability of the production process. Phosphoric acid can be added in small amounts in the lignin solution, shortening the time for achieve a successful thermostabilization of the fiber [2]. The carbonized materials show narrow microporosity and large surface area values (SBET from 600 to 1000 m2g-1) and additional pore size and volume can be developed by controlled gasification. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. This work was supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness and FEDER (CTQ-2015-68654-R).

The valorization of lignocellulosic biomass waste into bio-based materials is proposed in this work in order to obtain low-cost materials and to reduce environmental impacts. Cylindrical activated carbon monoliths (ACMs) were prepared from Alcell®, Kraft lignin and olive stone by chemical activation with H3PO4. To our best knowledge, there is no previous information about the preparation of ACMs from any type of lignin. The extrusion of the adequate mixing, without any kind of binder, was carried out in an extruder designed by ourselves with different dies. Carbon monoliths without and with holes (25 or 120 channels/cm2) were obtained. In case of lignin precursors, a stabilization step was optimized to minimize the problems of plasticity and swelling of lignin. N2 adsorption-desorption at -196 ºC and Hg porosimetry results show that activated carbon monoliths presented pore size distributions in the micro and mesopore range, with high surfaces areas (c.a. 1500 m2/g) and relatively high mesopore volume (0.35 cm3/g). The bulk density of the monoliths is also very high (~1.1 g/cm3 for ACM from Alcell lignin), with compressive strength of 7.6 MPa. Electrochemical characterization of binderless activated carbon monolith electrodes was carried out by cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge techniques. The ACM from olive stones presents the highest specific capacitance, with approximately 217 F/g and 205 F/cm3. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Activated carbons are materials of great interest due to their versatility. Most of the activated carbons are prepared mainly in the form of powder, however, in certain processes, the powder-like morphology implies, high pressure drops and diffusional problems. A possible way to overcome these drawbacks is to prepare carbon materials directly into monolithic shape. The use of activated carbons as adsorbents in liquid phase adsorption has been widely studied. In the last few years, the elimination of emerging pollutants, as pharmaceutical compounds, personal care products, etc.., has taking special interest, due to their increase in concentration in water and their low elimination in traditional waste water treatments plants. In this work, the use of different lignocellulosic precursors for the preparation of activated carbon monoliths (ACMs) as adsorbents is presented. ACMs from olive stone, Alcell lignin and Kraft lignin have been prepared by chemical activation with H3PO4 using a home-made extruder. Furthermore, an ACM derived from a natural monolith shape precursor, as Hemp cane, and chemically activated with H3PO4, was also tested as ACMs adsorbent. The adsorption of carbamazepine and paracetamol over these ACMs was analyzed at low concentrations (

Carbon fibers are one of the components of the electrode assemblies used in fuel cells. They are usually prepared from polyacrylonitrile, a non-renewable synthetic polymer. Lignin is a highly abundant biopolymer that is obtained in large amounts as a byproduct in the papermaking and biofuel industries. It can be used as renewable precursor in the production of carbon fibers. In this sense, we have reported the production of carbon microfibers by coaxial electrospinning of Alcell lignin [1]. It is also possible to load platinum on these fibers, obtaining excellent catalysts for methanol oxidation [2]. In this work we report the production of electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) via electrospinning of Alcell lignin/metallic salt solutions, enabling the replacement of synthetic polymers as raw material. [1] R. Ruiz-Rosas, J. Bedia, M. Lallave, I.G. Loscertales, A. Barrero, J. Rodríguez-Mirasol, T. Cordero, The production of submicron diameter carbon fibers by the electrospinning of lignin, Carbon. 48 (2010) 696–705. [2] F.J. García-Mateos, T. Cordero-Lanzac, R. Berenguer, E. Morallón, D. Cazorla-Amorós, J. Rodríguez-Mirasol, T. Cordero, Lignin-derived Pt supported carbon (submicron)fiber electrocatalysts for alcohol electro-oxidation, Applied Catalysis B: Environmental. 211 (2017) 18–30. MINECO/FEDER (CTQ2015-68654-R and PTA2015-11464-I) MICINN (RTI2018-097555-B-100) Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

This contribution reports the preparation of electrospun lignin-based carbon fibers at different carbonization temperatures and the influence of heat treatments at temperatures ranging from 900 to 1600 ºC. The influence of the addition of phosphoric acid in the initial electrospinning solution on the structural ordering, electrical conductivity and porosity development of the final carbon fibers is studied in detail. Alcell lignin fibers were electrospun using a coaxial electrospinning device following the procedure previously reported by our research group. Electrospun H3PO4-lignin fibers were prepared in the same device by addition of phosphoric acid to the lignin solution using mass ratios of 0.1 and 0.3. The electrospun fibers were stabilized in air at 200 ºC, using a slow heating rate and carbonized under inert atmosphere at temperatures between 500 and 900 ºC. In addition, the fibers carbonized at 900 ºC were heat treated at temperatures between 1200 and 1600 ºC. The high temperature heat treatment removes most of the heteroatoms (O, P) for both carbon fibers. However, the surface area of the phosphorous containing carbon fibers is mostly preserved after the heat treatment, while a large porosity shrinkage is observed for the pure lignin-derived fibers. Thus, microporous carbon fibers with large electrical conductivity values have been obtained by heat treatment at 1600 ºC of P-containing electrospun carbon fibers. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

There are a wide range of catalytic applications for Cu-based nanoparticles materials, since Cu is an abundant and inexpensive metal and Cu nanoparticles possess unusual electrical, thermal and optical properties. The possible modification of the chemical and physical properties of these nanoparticles using different synthetic strategies and conditions and/or via postsynthetic chemical treatments has been largely responsible for the rapid growth of interest in these nanomaterials and their applications in catalysis. A previous work have explored the possibilities of SBA-15 (1,2) as support for Cu nanoparticles. In the present contribution, those results will be compared with the use of a carbon material as support, since activated carbon present many advantages with respect SBA, as the high surface area. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

The use of lignin, the second most abundant polymer in nature, along with a simple and versatile technique, electrospinning, represents an advantageous and promising approach for the preparation of carbon fibers. In previous studies, we have demonstrated that the incorporation of H3PO4 to the initial lignin solution allows for shortening the carbon fibers preparation process and that the resulting carbon fibers present P-surface groups that are of great interest for heterogeneous catalysis. Different carbon fibers catalysts have been prepared by electropinning of Alcell lignin in the absence or presence of H3PO4 as chemical activating agent. Carbonization at different temperatures between 500 and 1600 ºC allows for preparing carbon fibers with a high variety of porosity and chemical surface properties. Diverse oxygen surface groups are presented on the carbon catalysts surface. The isopropanol decomposition has been used as a catalytic test to study the acid or basic character of the prepared carbon fibers. Carbon fibers without phosphorus surface groups generate acetone as the main product of the isopropanol decomposition reaction, from 400 to 600 ºC, suggesting the basic character of these catalysts. On the contrary, phosphorus-containing carbon fibers show high acid character, producing selectivity to propylene of 100 % at temperatures between 250 and 350 ºC. The most acid carbon fiber catalyst produced a high selectivity to ethylene and dimethyl ether for the decomposition of ethanol and methanol, respectively. The conversion enhancement that the presence of oxygen in the gas phase produced for all these reactions was also studied. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. MINECO (CTQ2015-68654-R). MINECO (PTA2015-11464-I).

Activated carbon cloths have been prepared from denim cloth wastes (DCWs) through chemical activation with H3PO4. The effect of the H3PO4/DCWs impregnation ratio and the carbonization temperature on the porous texture, the chemical composition, the fibers morphology, and the electrochemical performance has been studied. Low H3PO4/DCWs impregnation ratios lead to flexible and microporous activated carbons cloths, whereas more fragile and rigid activated carbon cloths with higher external surface area are produced upon increasing the amount of H3PO4. The increase in the carbonization temperature allows for obtaining a more ordered and conductive carbon structure. The activated carbon prepared at 900 ºC with a H3PO4/DCWs impregnation ratio of 0.5 (w/w) exhibits the best performance as electric double layer capacitor. This electrode shows a specific surface area of 2016 m2 g-1 and the highest registered gravimetric capacitance (227 F g-1). Moreover, its flexibility minimizes the ohmic resistance of the electrode, thus increasing the feasibility of working at higher current densities than the other synthesized electrodes. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech; MINECO CTQ2015-68654-R

En esta Tesis Doctoral se estudia la valorización de la lignina como precursor de fibras de carbón. Para ello, las fibras se han preparado por electrospinning de disoluciones de lignina-etanol y lignina-etanol-H3PO4. Para ello se ha optimizado el proceso de preparación de fibras de carbón prestando atención especial a la etapa de estabilización de las fibras de lignina, ya que esta es la etapa controlante del proceso de preparación. De esta forma se han preparado fibras de carbón con distintas propiedades físico-químicas para su uso en aplicaciones funcionales como en procesos de adsorción en fase líquida, procesos catalíticos en fase gaseosa, y procesos de conversión y almacenamiento de energía. Gracias a la funcionalización de las fibras de lignina con P se producen unos entrecruzamientos en la estructura de la lignina debido a la formación de grupos éteres fosfatos y polifosfatos, los que mejoran las condiciones de estabilización acortando el proceso en 20 o 50 veces con respecto a las fibras de lignina sin funcionalizar. Además, debido a la funcionalización con P se han obtenido fibras de carbón estructuradas con elevada resistencia a la oxidación, con un carácter ácido y con elevadas superficies específicas (hasta 2000 m2/g). Las fibras de carbón sin P y funcionalizadas con P se han utilizado como adsorbentes para la adsorción de fenol en fase líquida, presentando elevadas capacidades de adsorción y cinéticas de adsorción muy rápidas, debido al carácter microporoso que estas tiene y que la porosidad está muy accesible desde la superficie de la fibra de carbón. Además, se ha planteado un modelo matemático para simular el comportamiento en columna de adsorción, obteniendo resultados muy satisfactorios. También se ha estudiado la regeneración de los adsorbentes carbonosos. Al funcionalizar precursores carbonosos con P, se obtienen materiales carbonosos con grupos de P muy estable térmicamente. De esta forma, se ha estudiado la estabilidad térmica de los grupos de fósforo preparando fibras de carbón con temperaturas de carbonización entre 500 y 1600 ºC. Para ello, se ha realizado la descomposición de isopropanol, una molécula modelo que se utiliza para caracterizar los sitios ácidos-básicos de la superficie. Las fibras de carbón funcionalizadas con P presentan carácter ácido, deshidratando el isopropanol para la producción de etileno. Estos catalizadores carbonosos presentan ácidez comparable a la de un catalizador comercial ácido. Se han preparado electrocatalizadores carbonosos con muy buena dispersión de partículas de platino por toda la matriz carbonosa. Esta buena dispersión y homogeneidad se debe a que se han preparado fibras de lignina con metales en un solo paso. Estos electrocatalizadores presentan buen comportamiento para la electroxidación de metanol y etanol. Se propone el uso de fibras de carbón como electrodos carbonosos en supercondensadores sin la adición de promotor de la conductividad y aglomerante. Se han preparado fibras de carbón lineales y con un cierto grado de interconexión a temperaturas de carbonización de 900 ºC, presentando buenas conductividades eléctricas y elevados valores de capacidad. Además, la carga y descarga del supercondensador se realiza en varios segundos.

Low-carbon energy systems based on carbon capture and storage (CCS) have become of great interest due to the imperative necessity of mitigating the carbon footprint derived from the currently fossil fuels-based energy technologies. In this sense, post-combustion CO2 adsorption over porous solids results particularly attractive from several viewpoints. In a green context, the use of carbon-based materials as adsorbents would entail important economic and environmental profits, such as the valorization of different types of biomass and lignocellulosic waste. In this work, six carbon materials were prepared from four types of low cost biomass residues. Electrospun carbon fibers, FCL, and a char, GCL, were obtained from Alcell® lignin. Two activated carbons, GAS and GAWBa, resulted from physical activation of olive stones and plywood waste, respectively. Finally, another activated carbon, GAL, and an activated carbon cloth, CAD, were synthesized by chemical activation of lignin and a denim cloth. These materials were evaluated as potential adsorbents for CO2 capture under post-combustion conditions by means of equilibrium and dynamic experiments (fixed-bed system). Moreover, the regeneration capacity of the samples was also studied. At 101.3 kPa, the samples displayed CO2 capacities between 2.0 and 3.1 mmol/g. Meaningfully, the uptake values, at typical CO2 pressures in post-combustion applications (c.a. 15 kPa), remain in the range of 0.7 to 1.2 mmol/g, which are comparable to those of other complex and appealing materials. Additionally, a thorough characterization of the porous structure of the different adsorbents provided new insights into the influence of the pore size distribution on the CO2 capture capacity. CO2 retention capacities correlate well with the narrow micropore volume derived from the CO2 adsorption data at 0 ºC, VDRCO2, at 101.3 kPa (Figure 2). In contrast, at 15 kPa, analysis of the cumulative pore volumes of the samples pointed out that only pores of sizes below 0.7 nm are relevant for adsorption. Under dynamic conditions, the studied materials also showed remarkable adsorptive behaviors. For instance, the lignin-derived carbon fiber (FCL) exhibited a capacity value higher than 1.3 mmol/g. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Resumen comunicación a congreso internacional Vanadium phosphates is one of the most studied heterogeneous catalytic systems due to its properties to activate alkanes. In fact, they are used commercially for the oxidation of n-butane to maleic anhydride and experimental studies have shown that vanadium phosphates are also effective catalysts for propane and pentane partial oxidation. The most active phase of VPO catalysts is made up of a well-crystallized (VO)2P2O7, which is considered to possess unique structural and surface features to allow the activation of alkanes. This phase is generally generated by calcination of the precursor VOHPO4·0.5H2O. A new strategy to obtain this precursor has been analyzed in this study. The proposed methodology is simple and low cost and implies the use of a carbon material as a template to obtain the mixed oxide with a developed porous structure. Several VPO catalysts were prepared by using different activated carbons, which were obtained from lignocellulosic waste, as template. The carbonaceous materials were obtained by chemical activation with phosphoric acid of olive stones and by liquid phase impregnation of zeolite templates with lignin solution. Both porous carbons were impregnated with a solution containing the dissolved vanadium phosphate precursor. This solution was prepared by mixing water with ammonium metavanadate, phosphoric acid and oxalic acid in the precise amounts to obtain a V/P atomic ratio of 1. Finally, in order to remove the carbonaceous matrix and to obtain the active phase (VO)2P2O7, the impregnated samples were calcined in air at 500 ºC for 6 h. The presence of the desired active phase (VO)2P2O7 was confirmed by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD). The porous structure was characterized by N2 adsorption-desorption at -196 ºC. Catalytic tests were performed in a fixed bed microreactor under a gas flow mixture (W/F = 0,075 g·s·mL-1) containing propane, oxygen and helium (45.7/11.4/42.9 vol. %). The reaction was studied at different temperatures from 500 to 575 ºC. The use of a carbon as a template results in VPO catalysts with relatively high development of the porous structure (apparent surface area of 40 m2/g), compared to those reported in the literature. These catalysts present propane conversions up to 22 % with selectivities to propylene as high as 60 %. It is noteworthy that selectivities to ethylene about 25% were also observed, which is a highly valued product in the chemical industry. These results are comparable to those reported in the literature for supported vanadium oxides at higher space times. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

El presente trabajo propone un nuevo método de preparación de fibras de carbono mediante electrohilado de mezclas de lignina/H3PO4, en el que se obtienen resultados que aceleran el proceso de preparación de estos materiales así como sus propiedades físico-químicas en una sola etapa de preparación. Será objeto de estudio la temperatura, tiempo y velocidad de calentamiento en la etapa de estabilización así como la atmósfera (inerte u oxidante) de estabilización y carbonización. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Los residuos generados por la industria textil en España se han cuantificado sobre unas 30.000 Toneladas durante los últimos años. Debido al gran volumen de almacenamiento que necesitan estos residuos, así como la problemática generada por la disponibilidad geográfica, hacen que sea de gran interés el estudio del aprovechamiento de estos materiales, siendo de gran importancia la obtención de materiales carbonosos que poseen originariamente una estructura fibrilar en forma continua, cuya forma presenta características muy interesantes para distintas aplicaciones. En el presente trabajo se muestran los resultados de preparación y caracterización de materiales carbonosos a partir de residuos de la industria textil, usando como materia prima tejidos de algodón, los cuales se activarán químicamente con H3PO4. Las telas de carbón activo obtenidas serán usadas para testar su aplicación como adsorbentes y como materiales para almacenamiento de energía. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Lignin is (and will be) an important co-product in many lignocellulosic biomass-derived industries, such as pulp and paper mills (and the future biorefineries, when the concept of bio-economy be developed). The development of high-value products from lignin could mean a significant opportunity to reduce the associated costs and the environmental impacts of these industries [1]. In this sense, a new method to produce novel sub-micrometer carbon fibers and interconnected fibrous carbon webs materials (FCMs), showing unique advanced properties for different applications, by electrospinning [2] of phosphorous-containing lignin solutions is studied in this work. The different FCMs were prepared by electrospinning of Alcell lignin solutions with and without P–containing compounds, followed by stabilization and carbonization at different temperatures. For comparison purposes, equivalent lignin-based powdery carbon materials (PCMs) were also prepared from lignin powder without the electrospinning step. The different samples were characterized by N2 and CO2 adsorption, SEM, TEM, XRD, Raman, XPS, TPD and TG analysis. In the absence of P-containing groups, electrospun carbon fibers are continuous and linear (Fig 1.a), and show a specific surface area of 700 m2/g, much higher than that of carbon prepared in powdery shape (70 m2/g). The presence of P precursors in the lignin solution re-markably affects the electrospinning, sta-bilization and carbo-nization processes. By a suitable control of the stabilization heating rate, continuous and curly carbon fibers (Fig 1.b) or interconnected carbon fibrous webs (Fig 1.c) can be produced. In addition, the presence of 30wt% of P-containing compound in the lignin solution increases the specific surface area up to 1500 m2/g and enhances the oxidation resistance of the FCMs at high temperatures, what have been found very interesting for different applications, such as catalysis, adsorption and energy storage and conversion. These properties cannot be obtained in lignin-based carbon powders, even by using an 80wt% of P-containing compound for their chemical activation (1100 m2/g). Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Andalucía Tech.

Los productos farmacéuticos considerados, en algunos casos, como contaminantes emergentes, poseen, en general, una alta estabilidad química y térmica y además son biológicamente activos. Algunos de ellos han sido detectados en aguas superficiales en niveles cercanos a los 100 µg/L. El uso generalizado de estos productos hace prever que su presencia se incremente en las corrientes de entrada de las estaciones depuradoras de aguas residuales. La adsorción de estos compuestos sobre carbón activo ofrece una alternativa para su eliminación. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio de adsorción de paracetamol (producto farmacéutico de mayor concentración en aguas superficiales) en columna de carbón activo de origen lignocelulósico. Los parámetros característicos de adsorción, obtenidos de experimentos realizados en tanque de mezcla discontinuo, han sido utilizados para modelar el proceso de adsorción en columna, comparándose las curvas de ruptura simuladas con las obtenidas experimentalmente. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.