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我?；瘜W(xué)與分子工程學(xué)院王艷芹教授課題組近期在生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，《自然-通訊》近日在線報(bào)道了該工作“Direct hydrodeoxygenation of raw woody biomass into liquid alkanes” （Nat. Commun. 2016, DOI: 10.1038/ncomms11162）。
文章鏈接：http://www.nature.com/ncomms/2016/160330/ncomms11162/full/ncomms11162.html

從可再生的生物質(zhì)生產(chǎn)可持續(xù)的燃料對(duì)于我們擺脫對(duì)化石燃料的依賴越來(lái)越重要。植物秸稈及農(nóng)林廢棄物等木質(zhì)生物質(zhì)主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三部分組成，由于其成分復(fù)雜、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此在催化轉(zhuǎn)化過(guò)程中通常需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理和分離，然后再針對(duì)各組分分別轉(zhuǎn)化，周期長(zhǎng)、能量效率低。該成果創(chuàng)新性地構(gòu)建了多功能的Pt/NbOPO4催化劑，使得木質(zhì)生物質(zhì)在不經(jīng)過(guò)化學(xué)預(yù)處理或分離的情況下在溫和的條件下直接完全脫氧加氫，得到液態(tài)烷烴（纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組分分別轉(zhuǎn)化為己烷、戊烷和烷基環(huán)己烷），質(zhì)量收率高達(dá)28.1 wt%，這是首次通過(guò)催化轉(zhuǎn)化的方式實(shí)現(xiàn)原生生物質(zhì)到液態(tài)烷烴的直接轉(zhuǎn)化。在該多功能Pt/NbOPO4催化劑中，NbOx物種起到了決定性的作用，其既作為酸中心發(fā)揮水解、脫水的作用，同時(shí)又具有活化C-O鍵的能力，促進(jìn)脫氧加氫過(guò)程的進(jìn)行，這進(jìn)一步得到了DFT理論計(jì)算和原位非彈性中子散射實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。該成果為利用木質(zhì)生物質(zhì)資源制備可再生燃料提供了新途徑，可以節(jié)約大量能耗；同時(shí)對(duì)于生物質(zhì)催化脫氧加氫制備生物汽油、生物航煤和生物柴油也具有非常重要的意義。

該項(xiàng)工作由我校師資博士后夏啟能和博士生陳宗家共同完成，同時(shí)得到了我校王海豐副教授和英國(guó)曼徹斯特大學(xué)楊四海博士的通力合作。此外，英國(guó)Rutherford-Appleton光源實(shí)驗(yàn)室的Stewart F. Parker博士在原位非彈性中子散射方面提供了諸多幫助。
本研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃、面上項(xiàng)目以及上海市啟明星計(jì)劃的資助。