《自然-通讯》报道学校生物质催化转化领域研究新进展

    我校化学与分子工程学院王艳芹教授课题组近期在生物质催化转化领域取得突破性进展，《自然-通讯》近日以“Selective production of arenes via direct lignin upgrading over a niobium-based catalyst” （Ru/Nb2O5催化剂上木质素选择性催化转化到芳香烃）为题，在线报道了该工作。

    木质素是唯一大量存在的具有天然芳香环结构的可再生资源，是木质生物质的三大组分之一，占木质生物质质量的25-35%、能量的40%左右。其特点在于它是一种无定形的芳香性高聚物，由C-C和C-O键组成三维交联的稳固结构，且在解聚过程中容易生成新的C-C键而聚合成大分子。因此，传统催化剂用于木质素转化只能将木质素降解为酚类单体，产物组成十分复杂，难以分离而无法作为精细化学品使用。本研究利用Ru/Nb2O5作为双功能催化剂，首次实现了温和条件下木质素到芳烃的高效转化：木质素单体的转化率接近理论值，烃类质量收率达到了35.5 wt%，芳烃选择性高达71 wt%。该过程既保留了芳香官能团，可直接作为高密度航空煤油组分使用，又降低了氢耗。研究人员在深入研究后发现，Ru/Nb2O5催化剂兼具木质素解聚和脱氧加氢的作用，该成果对木质素的有效利用具有非常重要的现实意义。

    该论文第一作者为博士生邵益，通讯联系人为我校王艳芹教授和英国曼彻斯特大学杨四海博士。英国STFC Rutherford Appleton Laboratory和美国Oak Ridge National Laboratory的科学家也参与了该课题研究。这也是继王艳芹教授和杨四海博士在原生生物质一步转化制备液体烷烃之后（Nature Communications, 2016, DOI: 10.1038/ncomms11162），在木质素解聚、氢解反应中获得的突破性进展。

    本研究工作得到了国家自然科学基金重大研究计划“碳基能源转化利用的催化科学”以及青年基金的资助。