版納園低溫納米催化水解纖維素技術取得進展

　　近日，中科院西雙版納熱帶植物園生物能源組在纖維素高選擇性水解葡萄糖技術領域上取得新進展，相關研究成果在國際著名生物能源期刊Bioresource Technology發表，并申請ZL1項。

　　由于化石能源逐漸枯竭、能源需求不斷增加和環境保護日益重要等因素的影響，人們已經認識到尋求清潔、可再生能源的迫切性。纖維素是地球上最豐富的有機物資源（如木材，草和秸稈等含大約50%的纖維素），因其可再生性和無污染等特點，有效利用纖維素不僅能帶來巨大的經濟效益，還能帶來巨大的社會效益。高選擇性催化水解纖維素制備葡萄糖是纖維素綜合利用的關鍵技術，國內外研究者分別利用酶、超臨界水、無機酸、堿、離子液體及金屬鹽溶液等對纖維素進行水解反應，但由于存在水解成本高，催化劑選擇性較差以及催化劑難于分離等原因，使得以上工藝很難應用于工業化生產。

　　納米催化劑應用于纖維素水解技術，具有選擇性較高、催化劑容易分離和可重復利用等優點。為解決纖維素綜合利用的瓶頸問題，版納植物園生物能源組碩士研究生張帆在其導師方真研究員的指導下，制備出一種具有一維納米層狀結構的固體催化材料，其層板高度約2-4 nm，層板寬約2-2.4 μm，該納米催化劑經過活化后其固體酸、堿量可分別達到1.17 m mol/g和1.76 m mol/g。在低溫150攝氏度熱水中水解纖維素發現：該催化劑具有較高的水解催化活性和葡萄糖選擇性，分別達到47%和85%。該納米催化劑化學組成和物理結構比較穩定，重復利用四次后其催化活性沒有明顯下降。

　　目前，該小組正在研究用超臨界水快速可控地合成活性更高、結構更穩定的納米顆粒，同時用熱水、離子液體和有機溶劑等溶劑化固體生物質，使其像液體石油一樣更好地加工。

　　相關資料：

　　1. Zhen Fang, Fan Zhang et al., Production of glucose by hydrolysis of cellulose at 423 K in the presence of activated hydrotalcite nanoparticles, Bioresource Technology, 2011.

　　2. 方真, 張帆, 郭峰, 一種活性納米催化劑的制備及其應用于纖維素水解.（ZL申請號201110106853.x），2011。

　　3. Zhen Fang (著), Complete dissolution and oxidation of organic wastes in water, VDM Verlag, Germany, ISBN: 9783639144246, paperback, 192 pages, April 2009 （國際著名出版社專著）.

　　4. Zhen Fang （著）, Rapid production of micro -and nano-particles using supercritical water, Springer-Verlag, Berlin, ISBN: 978-3-642-12986-5, hardcover, 130 pages, August 2010. （國際著名出版社專著）.