Ny metode øger syngasgenerering fra biopolyoler

Fotokatalytisk biomassekonvertering er en ideel måde at generere syngas (H ₂ og CO) via C-C-bindingsspaltning, som initieres ved hydrogenabstraktion af O/C-H-bindingen. Imidlertid, manglen på effektiv elektron-proton-overførsel begrænser dens effektivitet. Konvertering af forgasning af biomasse til syngas skal udføres ved høje temperaturer (400-700 °C).

For nylig, en gruppe ledet af prof. Wang Feng fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), i samarbejde med prof. Wang Min fra Dalian University of Technology, foreslået en ny metode til at realisere fotokatalytisk omdannelse af biopolyoler til syngas ved stuetemperatur med høj effektivitet.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Journal of the American Chemical Society den 27. april.

Forskerne fremstillede overfladesulfationer modificeret CdS-katalysator ([SO ₄ ]/CdS), som samtidig kunne øge både elektron- og protonoverførslen, derved lette genereringen af ​​syngasblandinger fra biopolyoler med høj aktivitet og selektivitet.

In situ karakteriseringer kombineret med teoretiske beregninger viste, at overfladesulfationen [SO ₄ ] var bifunktionel, tjener som protonacceptor for at fremme protonoverførsel, og forøgelse af oxidationspotentialet af valensbåndet for at forbedre elektronoverførsel.

Sammenlignet med uberørt CdS, [SÅ ₄ ]/CdS udviste 9 gange højere CO-genereringshastighed og 4 gange højere H ₂ generation. Gennem denne metode, en bred vifte af sukkerarter, såsom glukose, fructose, maltose, saccharose, xylose, laktose, insulin, og stivelse, blev let omdannet til syngas.

Denne undersøgelse afslører den afgørende effekt af overfladesulfat-ion på elektron-proton-overførsel i fotokatalyse og giver en let metode til at øge fotokatalytisk effektivitet.