我室兼聘研究员、生物能源化学品研究组（DNL0603）王峰团队与大连理工大学王敏特聘研究员团队合作，发展了一种载体氧缺陷介导的生物质直接甲烷化新方法，实现了包括木质纤维素在内的生物质资源在温和条件下（<200℃）的高选择性转化制甲烷，为生物质资源的利用开拓了新路径。
甲烷作为天然气的主要成分，不仅是一种重要的燃料，也是一类重要的化工原料。将大量废弃的生物质资源转化为甲烷是一个非常有意义的过程。但是，由于生物质分子中存在大量坚固且种类繁多的C-C键和C-O键，在低温条件下实现生物质资源高选择性的转化至甲烷极具挑战。
本工作中，合作团队发展了一种载体氧缺陷介导方法，将“生物质氧化到CO2”与“CO2催化加氢到CH4”两个过程耦合起来，成功实现了较温和条件下的生物质资源直接甲烷化过程。研究发现，生物质分子被Ru/TiO2催化剂的晶格氧氧化至CO2，并在催化剂上生成氧缺陷；随后，CO2加氢还原到CH4过程中，裂解出的氧原子会填充氧缺陷从而恢复催化剂。该催化过程在温度低至120℃时仍可稳定催化甘油水溶液产生CH4。该工作为生物质资源的有效利用提供了新思路。
相关成果以“Oxygen Vacancy Mediated Catalytic Methanation of Lignocellulose at Temperature below 200℃”为题，于近日发表在《焦耳》（Joule）上。该工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、中科院B类先导专项“能源化学转化的本质与调控”等项目的资助。（文/图 周宏儒）
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.07.001
