2019年6月25日
绿色化学的一长串目标特别包括两个经过充分研究的目标:从可再生资源生产氢气和将生物质转化为燃料和有用的化学品。
当受到可见光照射时,这种催化剂将生物质化合物转化为柴油燃料前体和氢。(图片来源:自然能源)
尽管大多数研究都集中在一个或另一个主题上,一个国际研究小组目前报告了一项二换一的交易:一种从生物质中提取的起始材料生成氢和柴油燃料前体的方法。欧洲杯足球竞彩这项研究发表在自然能源。
在光催化剂和阳光的作用下,将水分解成氧气和氢分子,这可能会产生一种吸引人的、廉价的方法来产生清洁燃烧的氢燃料,而这种燃料通常依赖于半导体催化剂。这些催化剂在光照下产生激发态电子,并还原水中的质子生成氢。
然而,光的吸收也可以产生激发的空穴或正电荷载流子。这些强氧化剂最终会破坏催化剂并降低其效率。科学家们经常通过添加牺牲试剂来清除这些有害电荷。尽管这种方法保持了高的产氢率,但清除剂产生的废物成本很高。
大连化学物理研究所(Dalian Institute of Chemical Physics)的罗能超(Nengchao Luo)和王峰(Feng Wang)及其同事并没有移除这些孔洞以防止它们引发问题,而是致力于利用这些物种引发反应,帮助将生物质化合物转化为有用的东西。
研究人员关注了这两种化合物,即2,5-二甲基呋喃和2-甲基呋喃,它们通常从木质纤维素中获得。科学家们研究了一系列金属掺杂催化剂,发现在可见光照射下,钌掺杂ZnIn2年代4可以很容易地与呋喃结合,生成二聚体、三聚体和四聚体并释放氢。
后来,科学家们证明,含有大约10-20个碳原子的产品可以作为生产柴油的前体。研究人员利用偶联反应中释放的氢气和第二种催化剂,在C12-C18型柴油中生成线性烷烃和支链烷烃的混合物,收率为76%。
麦吉尔大学(McGill University)绿色化学和催化专家李朝军(Chao-Jun Li)表示,这项研究描述了一项关键的创新,即利用光能将生物质转化为液体燃料。Li指出,这一领域的许多早期研究都是基于生物质在高温下的热解,这会产生复杂的产品混合物。
困难之一是找到高效和谨慎的方法来生产长碳链的液体燃料。乐解释说,这项研究是朝着这个方向的重大进步。
李还表示,科学家们使用了LED灯,必须提供更多的氢来将前体转化为燃料分子。如果有可能利用阳光直接产生前体,并将此过程与太阳能产生的氢结合起来,这项研究将会吸引更多的兴趣。
来源:http://english.cas.cn/