Zeolit-skræddersyet aktiv stednærhed til effektiv produktion af pentanoiske biobrændstoffer

Ikke-spiselig biomasse, en prime, vedvarende og rigeligt kulstofbaseret alternativ, kan tjene som en levedygtig erstatning for bæredygtig produktion af brændstoffer, kemikalier og materialer.

Pentanoiske estere, fremstillet af lignocelluloseafledt levulinsyre (LA), er blevet identificeret som lovende biobrændstoffer på grund af dets høje energitæthed og overlegne kompatibilitet med traditionel benzin.

For nylig, Dr. Luo Wenhao og prof. Zhang Taos gruppe fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), i samarbejde med prof. Bert M. Weckhuysen fra Utrecht University, designet en ny strategi for effektiv produktion af pentanoiske biobrændstoffer.

Forskerne syntetiserede veldispergerede og ultra-små Ru metal nanokluster, begrænset inden for mikroporerne af zeolit ​​Y, hvilket gav nødvendig stedlig intimitet og øget kemoselektivitet over for produktion af pentanoiske biobrændstoffer i direkte, en-grydes hydrodeoxygenering (HDO) af rent ethyl-levulinat.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition den 19. august.

I stedet for normalt at starte molekyle LA, forskerne foreslog en ny strategi for direkte produktion af pentanoiske biobrændstoffer, der starter fra pænt ethyl levulinat (EL), ved anvendelse af zeolit-understøttede bifunktionelle katalysatorer med begrænset nærhed af det aktive sted. De afslørede, at begrænset nærhed betydeligt fremmer den katalytiske aktivitet og selektivitet til produktion af pentanoiske biobrændstoffer i den direkte hydrodeoxygenering af pænt EL.

Ud over, de fandt ud af, at LA -modifikation var en effektiv tilgang til at bevare katalysatorens ydeevne, på grund af stabiliseringen af ​​zeolitrammen mod dekonstruktion under termokatalyse i væskefasen.

Disse fund udvidede forestillingen om "jo tættere, jo bedre "til biomassekatalyse. En sådan begrænset nærhed i zeolithulrummet muliggjorde effektiv kobling af katalytiske reaktioner i en direkte, one-pot proces, hvilket skabte muligheder for praktisk produktion af pentanoiske biobrændstoffer.