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研究人员在生产重要的生物燃料方面取得了重大进展

时间:2022-06-02 19:08:18来源:

一项国际研究合作朝着商业上可行的生物丁醇制造迈出了重要一步,这种酒精作为汽油动力发动机的燃料具有巨大的潜力,可以为摆脱化石燃料铺平道路。

关键突破是开发了一种新的金属有机框架或 MOF,它可以有效地将生物丁醇从燃料生产所需的发酵生物质的肉汤中分离出来。研究结果今天发表在美国化学学会杂志上。

俄勒冈州立大学的相应研究人员 Kyriakos Stylianou 说,研究人员现在正寻求与工业界合作,尝试使用新的金属有机框架扩大分离方法。

如果它能够很好地扩展,它可能成为不依赖化石燃料道路上的一个重要里程碑。

“生物燃料是一种可持续和可再生的燃料替代品,与生物乙醇和生物柴油相比,生物丁醇最近成为一种有吸引力的选择,”俄勒冈州立大学理学院的化学研究员 Stylianou 说。“但将其与发酵液分离一直是经济竞争制造过程中的一个重大障碍。”

丁醇又称丁醇,与汽油的关系比乙醇更密切,可以由石油合成,也可以由生物质制成。生物乙醇 - 乙醇 - 是一种常见的生物燃料添加剂,但每加仑所含的能量比汽油少得多,而且还可能对发动机部件有害。

制造生物丁醇的过程被称为 ABE 发酵——丙酮-丁醇-乙醇。它产生一种含水的肉汤,按重量计最多含有约 2% 的丁醇。因此,需要一种能够在水性环境中以及在有机溶剂(在这种情况下为丙酮)中也能正常工作的分离工具,它是指甲油去除剂和油漆稀释剂等产品的关键成分。

瑞士、中国、英国和西班牙大学的 Stylianou 及其同事合成了一种基于铜离子和碳硼烷-羧酸盐配体的新型金属有机骨架,称为 mCB-MOF-1。MOF 可以通过吸附从发酵液中提取丁醇,其效率高于蒸馏或任何其他现有方法。

MOF 在有机溶剂、热水以及酸性和碱性水溶液中都是稳定的。

“生物燃料可以增强能源安全和供应,也可以成为实际捕获和储存碳的能源计划的重要组成部分,这对于实现应对气候变化的目标将是巨大的,”Stylianou 说。“由于多种原因,生物丁醇优于生物乙醇,包括它几乎与汽油一样具有能量密度,并且与汽油混合良好。生物丁醇还可以潜在地取代合成丁醇,成为一系列工业化学品的重要前体。”

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