中科院马隆龙团队研发化学催化法制备纤维素乙醇

记者从中科院广州能源研究所获悉，该所研究员马隆龙团队成功研发了Ni@C催化剂，实现了纤维素水相体系一步转化为乙醇，在纤维素乙醇化学催化制备上取得了重要突破。相关研究近日发表于ChemSusChem。
　　传统的生物乙醇采用酶解—发酵法制备，生产周期长、反应物酶价格昂贵、生产工艺易致毒，而且存在理论收率（67%）和极限浓度（10wt%~12wt%）等瓶颈。相比而言，通过化学催化法将非食用的秸秆等农林废弃物和城乡有机垃圾等纤维资源高效转化为乙醇的生产路线，具有过程简单、效率高、与现有化工生产设施易对接等独特优势，引起了科研人员的广泛关注。
　　马隆龙团队在成功研发Ni@C催化剂的基础上，通过精确调控催化剂的组成结构，实现了纤维素向乙醇的一步水相转化，收率高达69%，在高浓度纤维素反应条件下获得乙醇的浓度高达8.9wt%，与酶解—发酵法的理论产率相当。研究发现，H3PO4与中间产物葡萄糖形成的环状二酯配合物可有效活化葡萄糖，在表面带有负电荷的Ni@C催化剂协同氢解作用下，可精准断裂葡萄糖分子中的C-C和C-O键生成乙醇。