Lignin nanomaterials have emerged as a promising alternative to fossil-based chemicals and products for some potential added-value applications, which benefits from their structural diversity and biodegradability. This review elucidates a perspective in recent research on nanolignins and their nanocomposites. It summarizes the different nanolignin preparation methods, emphasizing anti-solvent precipitation, self-assembly and interfacial crosslinking. Also described are the preparation of various nanocomposites by the chemical modification of nanolignin and compounds with inorganic materials or polymers. Additionally, advances in numerous potential high-value applications, such as use in food packaging, biomedical, chemical engineering and biorefineries, are described.

Despite providing interesting solutions to reduce the number of synthetic steps, to decrease energy consumption or to generate less waste, therefore contributing to a more sustainable way of producing important chemicals, the expansion of the use of homogeneous catalysis in industrial processes is hampered by several drawbacks. One of the most important is the difficulty to recycle the noble metals generating potential high costs and pollution of the synthesized products by metal traces detrimental to their applications. Supporting the metals on abundant and cheap biosourced polymers has recently appeared as an almost ideal solution: They are much easier to recover from the reaction medium and usually maintain high catalytic activity. The present bibliographical review focuses on the development of catalysts based on group 10 transition metals (nickel, palladium, platinum) supported on biopolymers obtained from wood, such as cellulose, hemicellulose, lignin, and their derivatives. The applications of these catalysts in organic synthesis or depollution are also addressed in this review with examples of C-C couplings, oxidation, or hydrogenation reactions.

Palladium (Pd) nanoparticle catalysis has attracted increasing attention due to its efficient catalytic activity and its wide application in environmental protection and chemical synthesis. In this work, Pd nanoparticles (about 71 nm) were synthesized in aqueous solution by microwave-assisted thermal synthesis and immobilized in beech wood blocks as Pd@wood catalysts. The wood blocks were first hydrothermally treated with 10% NaOH solution to improve the internal structure and increase their porosity, thereby providing favorable attachment sites for the formed Pd nanoparticles. The stable deposition of Pd nanoparticle clusters on the internal channels of the wood blocks can be clearly observed. In addition, the catalytic performance of the prepared Pd@wood was investigated through two model reactions: the reduction of 4-nitrophenol and Cr(VI). The Pd@wood catalyst showed 95.4 g⁻¹ s⁻¹ M⁻¹ of normalized rate constant k_norm and 2.03 min⁻¹ of the TOF, respectively. Furthermore, Pd nanoparticles are integrated into the internal structure of wood blocks by microwave-assisted thermal synthesis, which is an effective method for wood functionalization. It benefits metal nanoparticle catalysis in the synthesis of fine chemicals as well as in industrial wastewater treatment.

Préparation et caractérisation de nanoparticules de lignine et leurs applications comme support pour la nanocatalyse et dans la préparation de films composites: Grâce à notre compréhension approfondie et continue de la pollution environnementale et de la crise des ressources, les propriétés renouvelables et dégradables des matériaux issus de la biomasse sont de plus en plus appréciées. En tant que deuxième matériau polymère naturel le plus abondant après la cellulose, la lignine a fait l'objet d'une attention considérable ces dernières années. Le développement de produits biosourcés à partir de lignine est une partie importante de tout concept global de bioraffinerie en raison de leur biocompatibilité et de leur biodégradabilité. Non seulement ils diversifient la combinaison de produits et de marchés, mais ils profitent également au recyclage des déchets et à la durabilité économique. Néanmoins, dans le monde, seulement 5 % de la lignine est explorée pour un développement à haute valeur ajoutée, la plupart étant utilisée uniquement comme combustible. Par conséquent, il existe encore de nombreux défis et opportunités pour la recherche et le développement approfondis des applications de la lignine. Plusieurs applications de la lignine sont intensivement étudiées principalement dans deux directions. L'une est la production de produits biosourcés à partir de la dépolymérisation de la lignine, mais cela est difficile pour les applications à haute valeur ajoutée en raison de la formation de sous-produits défavorables difficiles à séparer au cours du processus. Un autre est l'utilisation de la lignine dans les matériaux composites, mais cela est parfois entravé par la diversité des sources de lignine et la complexité de leur structure, ce qui peut rendre leur utilisation difficile. Cependant, cette dernière application ouvre de nombreuses opportunités pour des applications à haute valeur ajoutée de la lignine. Au cours des dernières décennies, grâce au développement des nanotechnologies, les nanomatériaux et les nanocomposites sont devenus des composants clés pour fournir de nouveaux matériaux performants avec des applications dans de nombreux domaines. Ainsi, en plus du rapport surface/volume amélioré, la transition de l'échelle microscopique à l'échelle nanométrique a apporté de nouvelles propriétés aux matériaux, en particulier des propriétés magnétiques, optiques et mécaniques, qui sont maintenant utilisées dans des applications généralisées en sciences des matériaux et biologiques. Par conséquent, sur la base des mêmes forces motrices qui ont émergé pour le développement de la nanocellulose en tant que nouveau matériau biosourcé avec de multiples utilisations industrielles pour remplacer les matériaux d'origine fossile, les nanoparticules de lignine (LNP) sont apparues comme des alternatives prometteuses aux produits chimiques et fossiles. produits pour certaines applications potentiellement à valeur ajoutée, qui bénéficient de leur diversité structurelle et de leur biodégradabilité. Par conséquent, les recherches sur les LNP et leurs nanocomposites se sont multipliées ces dernières années. Et les nanomatériaux à base de lignine commencent à être utilisés dans de nombreux domaines tels que l'emballage alimentaire, la biomédecine et la bioraffinerie. Différentes méthodes de préparation des LNP ont donc été développées, telles que la méthode de précipitation anti-solvant, l'auto-assemblage et la méthode de réticulation interfaciale. Cependant, les méthodes de préparation proposées dans la littérature souffrent de certains inconvénients et limitations. Ces méthodes existantes ne sont proposées que pour des types spécifiques de lignine, tels que la lignine kraft de résineux ou la lignine organosolv, mais ne conviennent pas à d'autres types de lignine différents. Les TNL de taille inhomogène, de morphologie irrégulière et de faible stabilité sont généralement obtenus dans les rapports existants, ce qui limite considérablement l'expansion des TNL pour les applications à haute valeur ajoutée.