近日，大連化物所生物能源化學品研究組(DNL0603)王峰研究員團隊與大連理工大學王敏特聘研究員團隊合作，發展了一種載體氧缺陷介導的生物質直接甲烷化新方法，實現了包括木質纖維素在內的生物質資源在溫和條件下(<200℃)的高選擇性轉化制甲烷，為生物質資源的利用開拓了新路徑。
甲烷作為天然氣的主要成分，不僅是一種重要的燃料，也是一類重要的化工原料。將大量廢棄的生物質資源轉化為甲烷是一個非常有意義的過程。但是，由于生物質分子中存在大量堅固且種類繁多的C-C鍵和C-O鍵，在低溫條件下實現生物質資源高選擇性的轉化至甲烷極具挑戰。
本工作中，合作團隊發展了一種載體氧缺陷介導方法，將“生物質氧化到CO2”與“CO2催化加氫到CH4”兩個過程耦合起來，成功實現了較溫和條件下的生物質資源直接甲烷化過程。研究發現，生物質分子被Ru/TiO2催化劑的晶格氧氧化至CO2，并在催化劑上生成氧缺陷;隨后，CO2加氫還原到CH4過程中，裂解出的氧原子會填充氧缺陷從而恢復催化劑。該催化過程在溫度低至120℃時仍可穩定催化甘油水溶液產生CH4。該工作為生物質資源的有效利用提供了新思路。
相關成果以“Oxygen Vacancy Mediated Catalytic Methanation of Lignocellulose at Temperature below 200℃”為題，于近日發表在《焦耳》(Joule)上。該工作得到國家自然科學基金、科技部重點研發計劃、中科院B類先導專項“能源化學轉化的本質與調控”等項目的資助。(文/圖 周宏儒)
