王峰课题组Nature Catalysis：实现温和条件下生物质脂肪酸到长链烷烃的高效转化 -

标题: 王峰课题组Nature Catalysis：实现温和条件下生物质脂肪酸到长链烷烃的高效转化 [打印本页]

作者: dieluo 时间: 2020-2-20 17:07
标题: 王峰课题组Nature Catalysis：实现温和条件下生物质脂肪酸到长链烷烃的高效转化
中国科学院大连化学物理研究所生物能源化学品研究组（DNL603）研究员王峰课题组利用光催化脱羧策略，通过调控自由基中间物在催化剂表面的转化，实现了温和条件下长链脂肪酸到烷烃的高效转化，为生物质高效转化为绿色燃料提供了新思路。

　　生物油脂精炼和造纸工业生产过程中，会副产大量低值、可再生的长链脂肪酸。脂肪酸经过催化脱氧过程可得到长链烷烃，最终用于制备柴油和航空煤油。目前绝大部分的催化体系需要高温（≥200 °C）、高压（≥2 MPa）的苛刻条件以及较高的氢气消耗。此外，在有强氧化剂存在的条件下，脂肪酸可在较为温和的条件下发生氧化脱羧过程，但反应过程产生的活泼自由基会发生副反应，使得烷烃产物的选择性相对较低（≤50%）。因此，亟需发展一种能够在温和条件下高选择性地从生物质脂肪酸制备长链烷烃的方法。

　　该团队采用光催化氧化脱羧的路径，利用金属与氢气的相互作用，在催化剂表面构建富氢环境，调控脂肪酸脱羧产生的烷基自由基的转化，促进其生成烷烃产物，抑制自由基偶联寡聚等副反应的发生。在室温、低氢压（≤0.2 MPa）以及紫外光照射下，实现了生物质脂肪酸到长链烷烃的高效转化，收率大于90%，其转化速率与传统高温、高压的催化过程的转化速率相当。该方法可用于原生工业脂肪酸（大豆油脂肪酸和妥尔油脂肪酸）到长链烷烃的高效转化。此外，还利用过程模拟和生命周期评价的方法，综合考察了该过程的工业应用前景，通过模型证明了该过程技术可行，并指出了大规模发展该过程的瓶颈及建议。
　　相关成果发表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。该工作得到国家自然科学基金和中科院战略性先导科技专项（B）“能源化学转化的本质与调控”的资助。

文章来源：大连化物所

王峰，男，1977年7月生，博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员。1999年7月大学毕业获学士学位，同年被推荐到中国科学院大连化学物理研究所攻读博士学位（硕博连读生）。2005年3月获博士学位后留组担任助理研究员。2005年7月至2009年12月，先后在美国加州大学berkeley分校日本北海道大学催化科学研究中心做博士后。2009年12月以所“百人计划”引进到中国科学院大连化学物理研究所工作，担任创新课题组组长，2011年获中国科学院“百人计划”择优支持。研究团队从事纳米新材料的制备，有机多相催化反应，C-H和C-O的选择活化，生物质催化转化等研究工作。已发表论文30多篇，申请专利20项。世界催化大会青年科学家奖（慕尼黑，2012），中国化学会催化委员会第一届“中国催化新秀奖”（沈阳，2012），大连化物所“林励吾优秀青年奖”（2012）和大连化物所科技创新个人奖（2013）。

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