近日，中国科学技术大学化学与材料科学学院安徽省生物质洁净能源重点实验室傅尧教授课题组提出了一种生物质转化的新策略，使液态燃料产出率达到传统方法的两倍。相关研究成果以“Linked strategy for the production of fuels via formose reaction”为题在线发表在《自然-Scientific Reports》上（Sci. Rep. 2013, 3, 1244）。

　　　

该研究小组基于前期生物质糖类化合物催化转化为液态燃料的系列工作（Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 652; ChemSusChem 2010, 3, 1172）和新型催化剂的研究经验（Energ. Environ. Sci., 2011, 4, 3552；Green Chem., 2012, 14, 2986），提出了利用甲醛聚糖反应衔接生物质气化和糖类水相重整过程（APP）的新策略，该策略所产生的液态燃料数量是生物质气化-费托途径的两倍，能量保有率是其1.2倍。该策略还实现了生物质的全组分利用，避免了传统水解方法中高能耗、高污染的生物质预处理过程，同时也开辟了一条C1化学的新途径。

 

 

利用甲醛聚糖反应衔接气化和APP过程的策略图

　　　

在研究过程中，该小组通过对催化剂的功能调控，实现了甲醛聚糖反应的选择性控制，高产率和高选择性的获得了非天然支链己酮糖，进一步可以制备一种新型能源平台化合物—4-羟甲基糠醛（4-HMF）。该小组通过不断优化反应条件和工艺，并建成了一条4-HMF连续反应装置，实现了从生物质基甲醛到4-HMF的高效催化转化，同时利用4-HMF合成了高辛烷值的支链烷烃燃料和新型含氧燃料—2,4-二甲基呋喃，从而发展了一条基于4-羟甲基糠醛的全新的生物质基液体燃料生产途径。

 

甲醛连续转化生产4-羟甲基糠醛工艺流程图

　　　

这项研究得到了国家973计划、自然科学基金和中科院新兴与交叉学科人才项目的资助。

 

（化学与材料科学学院）