Fotokatalytisk biomassaomvandling är ett idealiskt sätt att generera syngas (H ₂ och CO) via C-C-bindningsklyvning, som initieras av väteabstraktion av O/CH-bindningen. Dock, bristen på effektiv elektron-protonöverföring begränsar dess effektivitet. Omvandling av förgasning av biomassa till syngas måste utföras vid höga temperaturer (400-700 °C).

Nyligen, en grupp ledd av prof. Wang Feng från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), i samarbete med prof. Wang Min från Dalian University of Technology, föreslagit en ny metod för att realisera fotokatalytisk omvandling av biopolyoler till syngas vid rumstemperatur med hög effektivitet.

Denna studie publicerades i Journal of the American Chemical Society den 27 april.

Forskarna beredde ytsulfatjoner modifierad CdS-katalysator ([SO ₄ ]/CD skivor), som samtidigt kan öka både elektron- och protonöverföringen, därigenom underlättar genereringen av syngasblandningar från biopolyoler med hög aktivitet och selektivitet.

Karakteriseringar in situ kombinerat med teoretiska beräkningar visade att ytsulfatjonen [SO ₄ ] var bifunktionell, fungerar som protonacceptor för att främja protonöverföring, och öka oxidationspotentialen för valensbandet för att förbättra elektronöverföring.

Jämfört med orörda CdS, [SÅ ₄ ]/CdS uppvisade 9 gånger högre CO-genereringshastighet och 4 gånger högre H ₂ generation. Genom denna metod, ett brett utbud av sockerarter, som glukos, fruktos, maltos, sackaros, xylos, laktos, insulin, och stärkelse, omvandlades lätt till syngas.

Denna studie avslöjar den centrala effekten av ytsulfatjon på elektron-protonöverföring i fotokatalys och tillhandahåller en enkel metod för att öka fotokatalytisk effektivitet.