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研究人员推进生物质转化过程

发布时间:2018-12-06 00:18:01

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生物质可以作为能源和碳的可再生来源。几十年来,丙酮,正丁醇和乙醇(ABE)发酵液作为生物质衍生的燃料和化学品来源受到了很多关注。然而,粗制发酵液含有低浓度的含氧化合物,限制了其实际应用。

因此,重要的是开发一种高效的防水催化剂,以直接和选择性地将粗含水含氧化合物混合物转化为增值化学品;与水不混溶的(反应后易于分离)尤为重要。然而,生物质衍生中间体转化过程的效率和选择性仍然是一项重大的技术经济挑战。

来自中国科学院大连化学物理研究所(DICP)的王峰教授和他的北京大学同事最近报道了一种有效的新型催化方法,用于将含水生物质发酵液转化为与水不混溶的产品。他们的发现发表于Nature Communications。

他们开发了一种策略,能够将含水ABE发酵混合物中约70%的碳转化为4-庚酮(4-HPO),由锡掺杂的二氧化铈(锡 - 二氧化铈)催化,选择性高达86%。虽然Sn-ceria是脱氢的通用催化剂,Guerbet醇反应,缩合和酯化反应,所有这些反应,包括酸碱催化和氧化还原反应,以高选择性继承和产生4-HPO(图(A)) )。 4-HPO是一种增值中间体,可用于生产喷气燃料和精细化学品(图(B))。

此外,对报道的ABE转化催化剂有害的水有利于生产4-HPO。锡掺杂二氧化铈的优异催化性能是由于二氧化铈的高度分散的锡物种和氧空位。

“这种策略为高效利用有机碳提供了途径,”王说。 “它可以整合生物和化学催化平台,用于强有力和高选择性地生产增值化学品。”

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