用高压热水快速完全溶解和水解木粉-生产糖类, 微米颗粒和生物燃料

  生物质是再生资源,主要是以木质纤维素形式存在(如树木和草类等),它的年产量是现世界能耗的十倍,有足够的资源量。典型的木质纤维素生物质由木质素(20%),纤维素(50%)和半纤维素(25%)三种成分组成,它们均能被水解。果实类的生物质如粮食和食用油消耗量只占总生物质生长量的0.4%,由于量少和产量低,除少数西方大国如美国和加拿大可用它们来做生物燃料外,对世界和我们这样的人口大国而言,生物燃料只有从木质纤维素生物质转化才具可行性。

生物能源组方真研究员发现:当米粉和水加入微量的碱性盐后, 快速加热至高温高压时, 木粉在1.5秒内能完全溶解于高压热水中。如立即冷却该均相水溶液,微米木颗粒通过沉淀而得到。如该溶液继续加热至更高温,木粉能完全均相水解为糖类来生产酒精。这样溶剂化的“生物质水溶液”像液态石油一样更易于进一步连续加工,为生物质的冶炼开发出一可能的研究领域。作者并设计出一个流动反应装置,用它能完全溶解木粉来连续生产微米木颗粒,生产酒精的糖类,氢气和油。用这一个流动反应装置,成功地生产出氢气。此项重大发现,发表在美国化工学会会刊(American Institute of Chemical Engineers Journal)和国际氢能学会会刊(International Journal of Hydrogen Energy):

1、Zhen Fang*, C. Fang, Complete Dissolution and Hydrolysis of Wood in Hot Water, AIChE Journal, 54(10), 2751-2758 (2008);

2、Zhen Fang* et al., Catalytic Hydrothermal Gasification of Cellulose and Glucose,International Journal of Hydrogen Energy, 33(3), 981- 990 (2008 )。

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