美國加州大學環境工程學院的研究團隊8月4日宣布,已開發出一種多用途、相對無毒的將木質生物質高效轉化為生物燃料和化學品的新方法。研究團隊已創建了一個新公司,致力于該項技術的商業化。
該方法組合使用了金屬鹵化物選擇性催化劑與高度可調的共溶劑——可再生的四氫呋喃(THF),可在單相反應中將生物質解構與糖類的催化脫水進行組合,提高從生物質生產燃料前體糠醛和5-羥甲基糠醛(5-HMF)的效率。金屬鹵化物適用于木質生物質衍生的糖類生產糠醛和5-HMF,得到的燃料前體進一步轉化為乙醇、化學品或替代型生物燃料。
研究人員還開發了共溶劑增強木質纖維素分餾技術(CELF),使用四氫呋喃作為共溶劑,幫助粗生物質原料進行分解。CELF的獨特之處在于可將多個處理步驟,如預處理、糖水解、糖催化等在一個步驟中實現,減少了反應中的水含量,使固體量最大化,同時也可節約熱量和能量。該過程還可通過改變配置,制取化學品或生物燃料等不同的終端產品。
與其他可用的生物質溶劑相比,四氫呋喃能很好地適合這一過程,因為它與水可均勻混合,沸點低易回收,并且還可作為最終產品進行再生。糠醛和5-HMF可轉化為汽油、噴氣燃料、柴油和可再生化學品,包括2-甲基呋喃(MF)和2,5-二甲基呋喃(DMF)。
研究人員表示,他們在單一的一鍋反應中將四氫呋喃和金屬鹵化物氯化鐵組合,獲得了95%的理論最大產率。與目前的商業化技術相比,產率提高了近50%,從而在當前原油價格范圍內,可降低糠醛生產成本。除具有高的產率外,這一過程中超過90%的木質素被CELF溶解和提取,并作為細粉狀產品被回收。木質素通常難以利用,不過一旦用CELF提取和解聚,就可制取有更高價值的化學品和燃料。
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