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张大煜(化学)学院发展生物质光催化转化制备一氧化碳新方法

时间:2021-11-18   来源:张大煜(化学)学院      

一氧化碳作为合成气(H2+ CO)的主要组分,是费托合成等现代化工工艺的重要原料,也可以直接作为燃料燃烧。中国是传统的农业大国,可利用的秸秆等生物质资源丰富,然而目前对于生物质资源并没有非常有效的利用方式,大量的生物质资源堆积或者就地焚烧不仅造成资源浪费,也带来一系列的环境问题。因此,将可再生生物质资源转化为一氧化碳是实现“碳达峰”“碳中和”目标的一项有效且可持续的途径。

传统的生物多元醇制备一氧化碳主要是通过热裂解、蒸汽重整或液相重整等热化学工艺所实现。这些工艺需要在通常在极高温度(600-1000K)下进行,以克服生物质分子中种类繁多且坚固的C-C键或者C-O键,反应条件苛刻,设备要求高,能耗大。通过光催化手段,利用自然界中广泛存在的太阳光在常温常压下驱动这一过程具有相当的前景。

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近日,张大煜(化学)学院王敏特聘研究员团队和大连化物所王峰研究员团队合作,发展了一种生物质光催化氧化重整制备一氧化碳的新方法。研究团队制备了一种CdS@g-C3N4核壳型催化剂,促进氧气的吸附活化,产生羟基自由基活性氧物种。通过控制氧气与底物的比例,既能加速反应进行,同时避免底物过度氧化至二氧化碳,成功实现了温和条件下生物质多元醇高效地转化为一氧化碳。在自然太阳光照条件下,该催化体系依然可以稳定催化甘油产生一氧化碳。该工作为生物质资源的利用开拓了新的路径,为生物质资源的有效利用提供了新的思路。

相关研究成果以“Oxygen-controlled photo-reforming of biopolyols to CO over Z-scheme CdS@g-C3N4”为题发表在Chem上。

文章链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929421005271

编辑:秦博昱   
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