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  對于自然界中大量生長的草類與樹木，科學家希望能將其以廉價的方式轉(zhuǎn)化為石油或者實用的化學原料。近日，一項最新研究利用廉價金屬催化劑，將芒草轉(zhuǎn)化為有用的芳香族化合物。這項工作發(fā)表在最新一期的ACS Sustainable Chemistry & Engineering上。

  一直以來，將植物中的物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化就很困難。這是因為植物中有大量的木質(zhì)素，木質(zhì)素是一種堅硬的多酚類天然高分子，而它的成分極其復雜并且難以降解。去年，Purdue University 的 Mahdi M. Abu-Omar領導的學術團隊使用一種鈀-鋅催化劑，可將白楊木中的木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為兩種重要的酚類物質(zhì)，效率可達到50%。

  其實早在2014年，Mahdi M. Abu-Omar就成立了一家公司Spero Energy來開發(fā)相關的技術。但是要使這個化學轉(zhuǎn)化過程成本更低、更加環(huán)保，他們必須要找到一種更廉價、更易得的催化劑。所以這次，他們盯上的另一種金屬——鎳。

  在最新的這項研究中，他們先將芒草磨碎并加入甲醇，將負載在活性炭上的鎳催化劑引入。隨后，將反應溫度提高到225度。此時，木質(zhì)素的高分子鏈降解為更短且可溶的成分。這些成分與催化劑接觸被轉(zhuǎn)化為有用的芳香族化合物，效率高達68%。

  當然，植物體內(nèi)不僅僅只有木質(zhì)素。上述反應結束后，植物體內(nèi)的大量多糖類物質(zhì)會保留下來。隨后，研究者引入鐵金屬催化劑，可將多糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糠醛、乙酰丙酸等重要工業(yè)化學品。

  關于可再生資源的研究方興未艾，即便其產(chǎn)品與石油工業(yè)產(chǎn)品相比價格更高，但是這些技術革新用擲地有聲的研究結果告訴我們，生物煉制方案是可行的。

參考文獻：

Luo,H.;Klein,I.M.;Jiang,Y.;Zhu,H.;Liu,B.;Kenttämaa,H.I.;Abu-Omar, M.M.,Total Utilization of Miscanthus Biomass, Lignin and Carbohydrates, Using Earth Abundant Nickel Catalyst. ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2016. DOI:10.1021/acssuschemeng.5b01776

Parsell,T.;Yohe,S.;Degenstein,J.;Jarrell,T.;Klein,I.;Gencer,E.; Hewetson,B.;Hurt,M.;Kim,J.I.;Choudhari,H.;Saha,B.;Meilan,R.;Mosier,N.;Ribeiro,F.;Delgass,W.N.;Chapple,C.;Kenttamaa,H.I.;Agrawal,R.;Abu-Omar,M.M.,A synergistic biorefinery based on catalytic conversion of lignin prior to cellulose starting from lignocellulosic biomass. Green Chemistry 2015, 17 (3), 1492-1499.