光电解水制氢耦合生物质醇/醛氧化的研究进展

生物质醇/醛是一类重要的生物基平台化合物, 通过催化氧化重整可将其进一步转化为高值含氧化学品或燃料. 太阳能驱动的光电催化技术是实现生物质醇/醛氧化最为绿色高效的途径之一. 与传统光电解水制氢相比, 利用生物质醇/醛氧化来替代阳极析氧过程不仅可以提高阳极产物的附加值, 同时可以提升太阳能到氢能的转化效率. 因此, 光电解水制氢耦合生物质醇/醛氧化对绿氢提效降本和高值化学品合成具有重要意义. 本文综合评述了光电解水制氢耦合生物质醇/醛的氧化反应机理, 总结了目前光电催化技术在生物质醇/醛氧化方面的研究进展, 最后对该领域所面临的机遇和挑战进行了展望.     

生物质水热催化制备重要含氧化学品研究进展

作为唯一可再生、 分布广泛的绿色含碳资源, 生物质的高值化利用尤其是制备高品质含氧化学品日益引起研究者的广泛关注, 其中生物质水热催化制备重要含氧化学品是当前的一个重要研究方向. 本文对生物质经水热催化加氢、 脱水和水解制备多元醇、 5-羟甲基糠醛和乳酸的研究进展进行了系统总结和评述, 分析了催化剂的作用机制和产物生成机理, 并对生物质水热催化的研究前景进行了展望.     

甲壳素良溶剂及其应用

甲壳素是一种非常重要的高附加值生物质资源,由于无法溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂,极大地限制了其广泛应用。目前寻找合适的甲壳素良溶剂仍是一个非常具有挑战性的课题。国内外文献中尚无专门的甲壳素溶剂方面的综述文章。本文综述了甲壳素的常用良溶剂,包括无机盐、浓酸、浓碱、氟化试剂和酰胺/氯化锂等溶剂。期望为甲壳素的深入研究和利用提供基础的文献参考。     

生物质热解液化与美拉德反应

对生物质热解液化和美拉德反应进行了介绍,指出美拉德反应不仅存在于生物质热解液化过程中,而且通过引入适量氨等调控措施,可以促进美拉德反应有选择性地生成吡嗪类杂环化合物等高值化学品,然后再通过分级冷凝将生物油分为化工生物油和燃料生物油,前者用于分离提取高值化学品,后者用于锅炉和窑炉的燃料.引入美拉德反应后,生物质热解液化技术经济性将会得到根本性的改善.     

生物质利用新途径:多元醇催化合成可再生燃料和化学品

日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为当前研究的一个热点。本文概述了生物质基多元醇合成燃料和化学品来实现生物质转化利用的一些最新进展,特别是集中介绍了甘油和山梨醇等多元醇催化水相重整合成氢气和液体烃等燃料、催化选择氢解和氧化合成高附加值化学品或化学中间体等方面的进展,分析了存在的问题和可能的解决措施以及今后的发展趋势,指出生物质基多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品的新型平台分子。     

生物质利用新途径:多元醇催化合成可再生燃料和化学品

日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为当前研究的一个热点.本文概述了生物质基多元醇合成燃料和化学品来实现生物质转化利用的一些最新进展,特别是集中介绍了甘油和山梨醇等多元醇催化水相重整合成氢气和液体烃等燃料、催化选择氢解和氧化合成高附加值化学品或化学中间体等方面的进展,分析了存在的问题和可能的解决措施以及今后的发展趋势,指出生物质基多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品的新型平台分子.     

生物质利用新途径:多元醇催化合成可再生燃料和化学品

日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为当前研究的一个热点.本文概述了生物质基多元醇合成燃料和化学品来实现生物质转化利用的一些最新进展,特别是集中介绍了甘油和山梨醇等多元醇催化水相重整合成氢气和液体烃等燃料、催化选择氢解和氧化合成高附加值化学品或化学中间体等方面的进展,分析了存在的问题和可能的解决措施以及今后的发展趋势,指出生物质基多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品的新型平台分子.     

纳米金催化的绿色合成与清洁反应研究新进展

近年来,基于多相纳米金(Au)催化的绿色合成与清洁反应研究引起了人们的广泛关注。与传统的铂族金属催化剂相比,纳米Au催化剂在控制反应选择性、高收率获得目标产物以及实现高效简约的一锅法串联反应合成等符合"原子经济"及"步骤经济"等绿色化学理念的新反应及新过程方面展现了其独特的优势,已成为当前绿色催化领域研究的热点和前沿。主要综述了我们研究小组在纳米Au催化绿色合成领域,尤其是利用纳米Au催化高效制取含氮精细有机化合物及生物质资源高值化利用方面所取得的研究进展,介绍了各类反应的特点、优势及在合成中的应用。     

纤维素及其衍生物催化脱氧转化制化学品

纤维素是木质纤维素生物质中最为丰富的组分,将其催化转化制备高附加值化学品在生物质资源化利用中占据极为重要的一席之地。由于纤维素中氧含量过高,需选择性地脱除部分氧原子才可获得满足当前化学工业对各类高值化学品的要求。近年来,针对纤维素以及由其衍生的关键平台分子葡萄糖和5-羟甲基糠醛(HMF)等催化脱氧的研究已引起广泛关注,并取得诸多重要进展。在此,我们总结了具有代表性的多相催化剂体系,讨论了利用氢解或脱水脱氧策略分别将纤维素和葡萄糖等分子中一个或多个C―O键裁剪制备乙醇、烯烃或己二酸等的研究。我们还着重介绍了HMF和其衍生的呋喃化合物选择性剪切C―OH/C＝O键或呋喃环中的C―O―C键分别制备二甲基呋喃和1, 6-己二醇等催化体系。此外,对各多相催化剂的作用机制和特定C―O断键机理也分别进行了探讨,以期深入理解纤维素及其衍生物的催化脱氧反应。     

基于含羰分子构建与转化的含氮精细化学品清洁合成催化体系研究

碳资源基础产品如烃、醇、CO、CO_2、胺等的清洁、高效转化是实现化学工业可持续发展的基础.含氮精细化学品广泛应用于化学化工领域,其清洁合成一直是催化化学关注的热点问题之一.通过碳资源的高效、清洁转化合成含氮精细化学品对于高效利用碳资源、实现化学化工可持续发展具有重要的意义.而经由羰基中间体构建(烃、醇转化为醛、酮、酸、酯等)和活化转化(C1含羰分子、醛、酮、酸、酯等)合成含氮精细化学品是其中的一条有效的途径,其关键则在于含羰分子构建与转化高性能催化体系的创制.自2008年以来,本课题组一直致力于基于含羰分子构建与转化的含氮精细化学品清洁合成催化体系的构建,并取得了一定进展.本文主要介绍本课题组在基于C1含羰分子催化胺化、基于羰基中间体构建的醇催化胺化以及基于羰基官能团构建与循环的均、多相融合催化体系的建立等方面的研究工作.     

生物质热化学转化制备生物燃料及化学品

生物质是环境友好的可再生能源。近年来相关研究不断升温,文献报道量激增。本文在现有文献综述及近期报道的基础上,从利用热化学方法由生物质获得燃料油及化学品的角度对各方案进行了归纳、适当补充及简要述评,重点介绍了生物油催化裂解精制、水相重整制备烷烃、超临界水/水热制备化学品3个领域。     

甲壳素和壳聚糖化学改性研究进展

甲壳素是一种天然多糖,脱除乙酰基的产物是壳聚糖,作为新型功能生物材料,它们已在水处理、日用化学品、生物工程和医药等领域得到了应用,但它们不溶于一般的有机溶剂,从而限制了其广泛应用.为此,甲壳素和壳聚糖的化学改性成为该材科研究的重要方向之一.本文综述了近年来甲壳素和壳聚糖化学改性方面的研究进展,着重介绍了选择性化学修饰的方法和发展动向.     

生物质热化学转化制备生物燃料及化学品

生物质是环境友好的可再生能源.近年来相关研究不断升温,文献报道量激增.本文在现有文献综述及近期报道的基础上,从利用热化学方法由生物质获得燃料油及化学品的角度对各方案进行了归纳、适当补充及简要述评,重点介绍了生物油催化裂解精制、水相重整制备烷烃、超临界水/水热制备化学品3个领域.     

生物质热化学转化制备生物燃料及化学品

生物质是环境友好的可再生能源.近年来相关研究不断升温,文献报道量激增.本文在现有文献综述及近期报道的基础上,从利用热化学方法由生物质获得燃料油及化学品的角度对各方案进行了归纳、适当补充及简要述评,重点介绍了生物油催化裂解精制、水相重整制备烷烃、超临界水/水热制备化学品3个领域.     

甲壳素和壳聚糖在离子液体中的溶解、材料化以及衍生化

甲壳素和壳聚糖是可再生的大分子生物质资源.由于分子内和分子间的强烈氢键作用,甲壳素和壳聚糖不能溶解在水或常规有机溶剂中,这极大地限制了其在诸多领域中的应用.离子液体作为一种新型绿色溶剂,对甲壳素和壳聚糖具有优良的溶解作用.本文综述了离子液体对甲壳素和壳聚糖的溶解性能和溶解机理,概述了均相溶液体系中纤维、膜、凝胶等材料的制备以及酰化、接枝共聚、交联、降解、希夫碱化等多种衍生化反应,总结了离子液体在甲壳素和壳聚糖化学研究中面临的挑战并对其进行了展望.     

基于二氧化钛光催化剂生物质转化制备氢气和化学品的研究进展

随着化石能源的枯竭和环境问题的日益严重,发展可再生资源变得越来越重要.太阳能和生物质是自然界中的两大可再生资源.利用太阳能转化生物质制备H2和化学品可以缓解对化石能源的依赖,是解决能源和环境问题的途径之一.本文作者概述了基于TiO2催化剂的光催化生物质制备H2和化学品的研究进展;着重介绍了甲醇、乙醇、甘油和葡萄糖的光催化反应选择性问题和机理研究,分析了存在的问题和可能的解决措施,并就其发展趋势进行了展望.     

纤维素基生物质催化转化制备二醇

生物质作为最有潜力替代化石能源的可再生资源之一,受到日益广泛的重视。纤维素基生物质是催化转化为各种燃料和化学品的重要原料。近年来,二醇(包括乙二醇、丙二醇和丁二醇等)作为燃料和化学品广泛应用于各个领域,市场需求很大。传统制备二醇是以化石能源为原料,存在原料不可再生和环境污染大等缺点。因此采用非化石原料途径制备二醇受到越来越多的关注,其中以纤维素基生物质催化制备二醇是克服化石燃料短缺和减少环境污染的重要途径之一。本文系统总结了近年来以纤维素基生物质(纤维素、葡萄糖、果糖和山梨醇)为原料催化转化制备二醇的研究现状,对反应途径、反应机理、催化剂稳定性和反应溶剂类型等进行了详细介绍,在此基础上对利用纤维素基生物质原料催化制备二醇的发展趋势进行展望,以期为相关研究者提供参考。     

固体杂多酸在生物质水解转化中的应用

随着化石资源的日益枯竭,寻求可替代清洁能源已成为全球重大课题。生物质是一种可再生的清洁能源,目前人们尝试通过利用生物质转化缓解日益增长的能源需求。杂多酸是应用在清洁工艺中的重要催化剂,结构和酸度的设计调变性及较高的热稳定性,使其广泛用于生物质的水解转化反应平台。目前固体杂多酸在水溶剂、有机溶剂及两相体系中降解生物质有着各自不同的优缺点。本文综述了杂多酸在不同反应体系中水解转化生物质制备精细化学品的研究进展,并对其在生物质水解转化利用中的应用前景进行了展望。     

表面应力效应调控钯纳米晶二氧化碳电催化还原性能

<正>目前,与人们日常生活密切相关的液体燃料、化学品、电和热等主要依赖石油、煤和天然气等化石能源经过工业炼制或高效燃烧等过程转化。在转化过程中二氧化碳的大量排放对人们赖以生存的生态环境造成了严重威胁。电催化还原二氧化碳提供了一条将作为排放物的CO_2高效转变为高值化学品新途径~1。简单地说,利用可再生电     

木质生物质转化高附加值化学品

本文阐述了木质生物质转化为主要化学品的类型及其转化途径,提出了从木质生物质转化高附加值化学品的新思路。木质生物质通过一定的降解或分解途径,可产生很多有重要价值的有机小分子化合物,这些有机小分子化合物有葡萄糖、木糖、苯丙烷单体及二聚体,气态小分子如CH4和CO,液态小分子如有机酸、醛、醇,重要基础平台化合物糠醛、乙酰丙酸、木糖醇、乙醇等。通过这些小分子有机化合物的转化,可产生替代石油基产品的高附加值化学品,对可持续发展具有重要意义。