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                      大連化物所在生物質制氫和柴油領域取得新進展
                      2019-06-12   大连化学物理研究所 【

                        近日,中國科學院大连化学物理研究所王峰研究员团队在生物质制氢和柴油领域取得新进展,相关成果发表在《自然-能源》(Nature Energy)上。

                        由于生物質儲量大、年産量高且容易被氧化,因此光催化生物質制氫是一種有潛力的制氫方式。目前生物質制氫後通常被轉化成了組分更複雜,更難以解聚的産物而成爲廢棄物,限制了生物質制氫的應用。因此,在制氫的同時,把生物質選擇性地轉化成化學品或油品,將降低産物生成的成本,並實現生物質的完全利用。

                      大連化物所在生物質制氫和柴油領域取得新進展

                        该团队利用可见光催化无氢受体的脱氢C-C偶联反应(ADC)和自由基的共振特性,将木质纤维素下游产物2-甲基呋喃和2,5-二甲基呋喃转化为组分非常丰富的柴油前驱物(Diesel Fuel Precursors, DFPs)。该过程同时产生了同等量的氢气,并可以在452nm波长取得最高15.2%的柴油前驱物量子产率。该柴油前驱物组分为呋喃类化合物,包含的碳数范围为C10~C12和C15~C18,并同时含有直链和支链烷烃的前驱物,其中支链烷烃前驱物的选择性约为41%。将该柴油前驱物加氢脱氧后可以得到相应的烷烃组成的柴油。该合成柴油86%以上的组分为直链和带一个支链的烷烃,与石油来源柴油中链烷烃结构相近。实验表明,产生的氢气可以单独使用,也可以用于加氢脱氧反应,从而减少该过程氢气的使用。综合原位X射线吸收光谱(XAFS)和理论计算等催化表征方法揭示了Ru掺杂ZnIn2S4中取代六配位In離子的Ru離子是提高光催化效率的主要原因。

                        該研究工作成功實現了生物質制備氫氣和柴油,實現了生物質的完全利用。此外,制備的柴油組分非常豐富,同時包含直鏈和支鏈烷烴。該工作提出了可持續碳資源和太陽能轉化爲清潔能源(H2,柴油或煤油)的方式。

                        该工作得到国家自然科学基金和中國科學院先导专项的资助。

                       
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