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大连化物所将自然界的纤维素“一锅”高效转化为乙醇

发布时间:2019-07-18

近日,中科院大连化物所王爱琴研究员、张涛院士团队在生物质催化转化研究方面取得新进展,发展了一种多功能Mo/Pt/WOx催化剂,首次将纤维素“一锅”高效转化为乙醇。相关工作发表在《焦耳》(Joule)上。


纤维素作为自然界最丰富的生物质资源,可大量来源于农林废弃物,其不可食用的特征使其成为理想的可再生碳资源用来生产燃料和化学品。纤维素乙醇是最重要的生物燃料之一,将其与汽油按照一定的比例混合,可形成新一代清洁环保车用燃油,能降低汽车尾气如一氧化碳、碳氢化合物等污染物的排放。然而到目前为止,利用生物发酵的技术生产纤维素乙醇仍然面临各种技术经济上的挑战。有鉴于此,探索非生物转化路线生产纤维素乙醇具有重要的意义。


该研究团队一直致力于生物质中碳-碳键和碳-氧键选择性断裂制备重要小分子醇的研究:首创了纤维素氢解制乙二醇的催化转化反应,发现了含钨(W)化合物在催化纤维素碳-碳键选择性断裂反应中的独特作用,并提出了纤维素可以经由先氧化酯化、再加氢还原制备乙醇的二步法。


本工作中,该团队在前期工作的基础上发展了一种新的Mo/Pt/WOx多功能催化剂,可将纤维素氢解制乙二醇和乙二醇氢解制乙醇巧妙地耦合起来,实现了纤维素“一锅”直接高效制乙醇的过程,该反应的乙醇收率达到43.2%。同时,该催化剂还表现出了优异的稳定性和抗一氧化碳中毒性能,使其在未来的实际应用中具有较大的潜力。


上述研究工作得到国家自然科学基金委、科技部、中科院战略性先导科技专项的资助。