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生物甲烷是一種清潔能源，是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)關(guān)鍵的平臺(tái)化學(xué)品。將生物質(zhì)，尤其是最豐富的木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為生物甲烷在化學(xué)或生物過(guò)程中表現(xiàn)出低選擇性。

中國(guó)科學(xué)院王峰、王敏等人報(bào)道了界面氧空位(V_O)介導(dǎo)的Ru/TiO₂催化劑將木質(zhì)素及其衍生物直接甲烷化。

使用界面氧空位(V_O)介導(dǎo)的Ru/TiO₂催化在低于200°C的溫度下能夠以>95%的選擇性對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行直接甲烷化。

生物質(zhì)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(guò)程中，裂解出的氧原子填充氧缺陷從而恢復(fù)催化劑。

中科院王峰/王敏Joule: 界面氧空位(VO)介導(dǎo)的Ru/TiO2催化劑將生物質(zhì)直接甲烷化

各種生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為甲烷的產(chǎn)率達(dá)到82%-99%。50 wt%的甘油水溶液中，將溫度降低到120°C，選擇性> 99％的CH₄以0.24 mmol g^-1h^-1的生成速率連續(xù)穩(wěn)定的反應(yīng)432 h。

Oxygen-vacancy-mediated catalytic methanation of lignocellulose at temperatures below 200°C. Joule,2021. DOI: 10.1016/j.joule.2021.07.001

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