1883
2021-07-29
近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所生物能源化學(xué)品研究組研究員王峰團(tuán)隊(duì)與大連理工大學(xué)特聘研究員王敏團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)展出一種載體氧缺陷介導(dǎo)的生物質(zhì)直接甲烷化新方法，實(shí)現(xiàn)了包括木質(zhì)纖維素在內(nèi)的生物質(zhì)資源在溫和條件下（<200℃）的高選擇性轉(zhuǎn)化制甲烷，為生物質(zhì)資源的利用開(kāi)拓了新路徑。
甲烷作為天然氣的主要成分，是重要的燃料和化工原料。將廢棄的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為甲烷十分必要。但是，由于生物質(zhì)分子中存在大量堅(jiān)固且種類(lèi)繁多的C-C鍵和C-O鍵，在低溫條件下實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源高選擇性的轉(zhuǎn)化至甲烷具有挑戰(zhàn)。
研究發(fā)展出一種載體氧缺陷介導(dǎo)方法，將“生物質(zhì)氧化到CO2”與“CO2催化加氫到CH4”兩個(gè)過(guò)程耦合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了較溫和條件下的生物質(zhì)資源直接甲烷化過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)分子被Ru/TiO2催化劑的晶格氧氧化至CO2，并在催化劑上生成氧缺陷；隨后，CO2加氫還原到CH4過(guò)程中，裂解出的氧原子填充氧缺陷從而恢復(fù)催化劑。該催化過(guò)程在溫度低至120℃時(shí)仍可穩(wěn)定催化甘油水溶液產(chǎn)生CH4。研究工作為生物質(zhì)資源的有效利用提供了新思路。
相關(guān)研究成果以O(shè)xygen Vacancy Mediated Catalytic Methanation of Lignocellulose at Temperature below 200℃為題，發(fā)表在《焦耳》上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（B類(lèi)）“能源化學(xué)轉(zhuǎn)化的本質(zhì)與調(diào)控”等的資助。
大連化物所等提出載體氧缺陷介導(dǎo)的生物質(zhì)直接甲烷化新方法
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