我國學者在生物質催化轉化領域取得重要進展

　　近日，中科院大連化物所王峰研究員團隊與北京大學馬丁教授合作，在生物質催化轉化領域取得重要進展。相關成果“Selective production of phase-separable product from a mixture of biomass-derived aqueous oxygenates”（生物質基含氧化合物水溶液選擇性制備相分離產品），發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

　　生物質能源的開發和應用，因其可再生性和環保性一直以來都是研究熱點之一。其中ABE發酵液以淀粉或纖維素為原料，經丙酮丁醇梭菌發酵得到，是燃料和化學品的重要來源。ABE發酵液一般濃度較低，目前其利用方式為通過濃縮、分離等提純過程得到純品丙酮、丁醇及乙醇產物，不可避免地帶來高能耗等問題，限制其廣泛應用。因此，ABE發酵液理想的利用方式是不經分離而直接轉化制備燃料或化學品。然而，對于生物質的直接轉化而言，實現同時兼具高轉化效率和產物高選擇性仍面臨巨大挑戰。

　　王峰科研團隊采用錫摻雜的二氧化鈰催化劑實現了ABE發酵液的直接催化轉化，碳轉化率可達到70%，主要產物為4-庚酮，其選擇性高達86%。此外，在以往已報道的ABE發酵液轉化的催化體系中，人們普遍認為水是催化劑的毒化劑，然而，在本工作的催化體系中，水卻參與反應，促使目標產物4-庚酮的選擇性生成。該過程以ABE水溶液為原料，而產品4-庚酮為油相，因此僅通過簡單的傾倒和蒸餾即可獲得95%純度的4-庚酮。

　　本項研究將鈰基材料應用拓展至復雜的生物質轉化體系，耦合生物發酵與化學催化過程，實現單一化學品的高選擇性制備，既具有科學研究意義，又具有潛在應用前景。