來(lái)源：《中國(guó)化工報(bào)》
發(fā)布時(shí)間：2020-2-28
中化新網(wǎng)訊 近日，中科院大連化物所王峰研究員團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地利用光催化的方法，實(shí)現(xiàn)了室溫條件下生物質(zhì)裂解制備甲醇和合成氣。在紫外光激發(fā)的條件下，以二氧化鈦納米棒負(fù)載的銅為光催化劑，甘油等多元醇和葡萄糖等糖在室溫下即可生成甲醇和合成氣。
研究發(fā)現(xiàn)，二氧化鈦表面缺陷有利于底物吸附，發(fā)生碳-碳鍵的裂解。通過降低溶劑體系中水的含量，可以抑制羥基自由基產(chǎn)生，減緩甲醇等有機(jī)物降解到二氧化碳。中間產(chǎn)物甲酸的分解方式影響了氣相產(chǎn)物中一氧化碳和二氧化碳的比例。當(dāng)銅載量高時(shí)，形成銅氧化物納米顆粒，銅氧化物納米顆粒與二氧化鈦之間形成一種異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)，在光激發(fā)下二氧化鈦產(chǎn)生的空穴遷移到銅氧化物上，甲酸被銅氧化物上的空穴氧化，發(fā)生脫氫反應(yīng)，生成二氧化碳和氫氣。當(dāng)銅載量低時(shí)，單分散的銅摻雜到二氧化鈦中，形成摻雜能級(jí)，甲酸在二氧化鈦上發(fā)生脫水反應(yīng)，生成一氧化碳和水。通過調(diào)控催化劑的能級(jí)結(jié)構(gòu)和溶劑體系，可以調(diào)節(jié)生成的一氧化碳和二氧化碳的比例，一氧化碳選擇性可達(dá)到90%，得到較多的合成氣。該工作為生物質(zhì)制備甲醇和合成氣提供了新的思路。
甲醇和合成氣是石油化工、煤化工產(chǎn)業(yè)中大宗的化工原料。生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的有機(jī)聚合物，比如秸稈、木屑等，儲(chǔ)量豐富且資源分布廣。以生物質(zhì)為原料制備甲醇和合成氣，可減少對(duì)化石資源的依賴，降低二氧化碳的排放，同時(shí)從生物質(zhì)制備的甲醇和合成氣還可以連接生物質(zhì)煉制和石油化工過程，打通生物質(zhì)到石油化工路徑。
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