10月16日消息,据Phys.org报道,澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)及合作者在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》发表研究,展示了一种太阳能驱动的甘油光重整路线:在产氢的同时,把生物柴油副产物甘油转化为高值化学品。
甘油是生物柴油产业的副产物,每生产1吨 biodiesel 约产生100千克甘油,粗甘油价格低至0.11美元/千克;而其下游产品甘油醛、二羟基丙酮在化学与医药工业中分别价值约75美元/千克与150美元/千克。研究团队开发的催化剂基于锌铟硫化物(Zn3In2S6),并以微量镍、钴修饰。可见光下,镍钴助催化剂使产氢速率较未修饰材料提高约10倍,同时显著提高甘油经由甘油醛与二羟基丙酮路径转化的比例。
机制研究是本文亮点:团队在澳大利亚同步辐射中心利用原位X射线吸收谱(XAS)与固定能量XAS(FE-XAS)发现,光照下镍钴位点在不到1秒内由正离子态转变为更还原的活性态、撤光后可逆恢复;结合原位红外显微光谱,他们区分了相互竞争的反应路径——纯Zn3In2S6表面偏向生成羟基丙酮,而镍钴的加入在促进产氢的同时把碳流导向甘油醛与二羟基丙酮。
该工作提供的设计原则可延伸至其他生物质平台分子,为'太阳能制氢+高值化学品联产'的一体化工艺提供了路径选择与催化剂设计依据,对生物炼化副产物增值具有直接参考价值。
(来源:Phys.org)