化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  《自然—催化》研究发现太阳能驱动生物质全利用新方法
《自然—催化》研究发现太阳能驱动生物质全利用新方法
2018-10-22 10:47:51来源:元素商城

元素百科为您介绍研究发现太阳能驱动生物质全利用新方法。实现绿色碳资源的高效利用是科学家们不断探索的课题。厦门大学教授王野课题组和程俊课题组合作,发现并利用量子点催化剂对木质素特定化学键的高效活化性能,首次实现了可见光照射下原生木质素在温和条件下的完全转化。相关成果于10月1日在线发表于《自然—催化》上。

 《自然—催化》研究发现太阳能驱动生物质全利用新方法.jpg

生物质是通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。木质纤维素作为可再生的绿色碳资源,由木质素、纤维素和半纤维素组成,占地球上植物类生物质的90%,是最主要的可再生碳资源。 

“当前纤维素和半纤维素的转化利用技术相对成熟,而作为可再生芳香化合物的潜在原料,木质素却远未实现高效利用”,论文通讯作者之一王野告诉记者,木质素主要以废弃物排放为燃料,它能否被高效转化利用决定了生物质整体利用的经济性和可持续性。 

木质素是自然界储量最丰富的芳香化合物之源,其化学键连结构中含量最高的是β-O-4键(占60%),因此选择性地切断β-O-4键是获得高值芳香化合物单体的关键。研究发现,可见光照射下,CdS纳米粒子在室温条件下即可高效催化木质素模型分子中β-O-4的断键,其效率高于传统的高温热催化体系。 

然而,当以真实生物质(桦木)为原料时,CdS纳米粒子基本无法催化转化其中的原生木质素。王野指出,造成这种性能差异的主要原因,是原生木质素在温和条件下几乎不溶于任何溶剂,使得反应物(原生木质素)和多相催化剂无法实现分子水平上的有效接触,这也是现阶段温和条件下原生木质素转化的主要瓶颈。 

为了解决这一难题,研究人员发现并充分利用了CdS纳米粒子量子点的胶体特性,通过调节量子点的表面活性剂和所使用的溶剂,使量子点高分散或近似溶于溶剂中。结果显示,在可见光照射下,得到了84%的理论芳香化合物单体产率。进一步通过弱酸催化水解半纤维素,获得84%的木糖产率;通过酶解纤维素,获得91%的葡萄糖产率,最终实现了木质纤维素的全利用。 

与传统催化转化方法需要高温高压条件、消耗氢气,产物价值和收率低相比,太阳能催化转化只需在温和条件下进行,产物的官能团可有效保留,提高生物质基化学品的附加值,也可使得木质素转化过程更加绿色环保。

近年来,陆续有纤维素乙醇示范工厂建成和开工试产,说明了纤维素乙醇生产技术具有良好前景。该方法可以与现有的纤维素乙醇过程相结合,将木质纤维素中三种主要组分全部利用起来的组合生物炼制新技术。“然而要走向工业化,还需要发展更稳定的光催化剂,工业化道路依然任重道远。”王野说。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂, 化学元素, 化学元素周期表, CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 新能源 ,  太阳能  
相关专题: 能源
相关阅读:
●  能源:“二代燃料乙醇生产项目”得到政府大力支持
元素商城整理编辑:3月3日,省委常委、副省长陈伟根在省经合局局长王志厚、副局长迟闯及公主岭市市长杨洪波、市经合局局长高立君的陪同下到中国大唐集团公司总部洽谈合作项目。中国大唐集团公司副董事长、总经理、党组副书记王野平、副总经理王森等参加会见。    陈伟根说,中国大唐集团实力雄厚,多年来与我省保持着良好的合作关系。目前,已经在我省合作建设了13家电力供应企业,为吉林省经济发展做出了很大贡......
●  什么是太阳能?太阳能发电在我国的发展
元素百科为您介绍:什么是太阳能?太阳能发电在我国发展得怎么样?太阳能被称为“能源之母”,化石能源、风能、水能、生物质能等,都是由太阳能经过某种形式转换而形成的。太阳能有其独特的优势,并成为日渐重要的可再生能源之一。 太阳能的分类 现在使用太阳能发电,包括两种类型: 一种是通过光电转换元件直接发电,另外一种是通过太阳能聚光集热系统获得能量输入,然后转化为高温蒸......
●  太阳能光伏发电的两个特点
元素百科编辑谈谈:太阳能光伏发电的两个特点。自上世纪90年代后半期开始,太阳能光伏市场和光伏制造业在世界范围内保持着较快的增长速度。最近10年,世界光伏电池产量由1997年的12.58万千瓦增加到2007年的400万千瓦,年均增长率为41.3%,2002年到2007年的年均增长率达到49.5%。 太阳能光伏发电的特点之一 太阳能光伏发电国际市场有一个显著的特点:市场集中度非常高,德国、......

您确定要从购物车中移除吗???