使用分化-光催化-电解工艺对纤维素和低度CO2的利用

科学领域:

• 绿色化学和可持续材料
• 催化和纳米材料的使用
• 生物质转化和二氧化碳利用

背景情况:

• 细胞生物质和二氧化碳是大量的废物流,具有化学合成的潜力.
• 由于这些材料具有反抗性的固体和气体性质,同时进行这些材料的上循环是具有挑战性的.
• 现有的方法难以在单一过程中高效地转化生物质和二氧化碳.

研究的目的:

• 开发一种全面的工艺,用于氧化价值化的林氏纤维素加上二氧化碳的减少.
• 为了证明固体生物质和气态二氧化碳同时转化为有价值的化学物质.
• 利用地球上丰富的材料进行高效的光学和电催化转换.

主要方法:

• 一个三阶段的过程,涉及基于酸的纤维素酸的分化,酶溶解,光催化和电解.
• 纤维素衍生分量的光催化氧化形成和二氧化碳减少合成气,使用基催化剂在TiO2.2.
• 电催化氧化由素衍生的分数到素和甲,并使用色烯阴极将二氧化碳减少到二氧化碳.

主要成果:

• 光催化从纤维素和二氧化碳中产生甲酸盐和合成气 (CO和H2).
• 电解将木质素转化为有价值的化物:香草素 (0.62 g/kg-1) 和甲 (1.65 g/kg-1).
• 电催化二氧化碳的减少实现了高的二氧化碳选择性 (78%) 和营业额 (TONCO = 707 ± 7).

结论:

• 这项研究表明,在液相系统中,纤维素和二氧化碳的完全利用.
• 综合方法成功地将分化,光催化和电催化用于废物流转化.
• 从地球上丰富的元素中使用分子混合纳米材料为化学合成提供了可持续的途径.