Ej ätbar biomassa, en prime, förnybara och rikliga kolbaserade alternativ, kan fungera som ett lönsamt substitut för hållbar produktion av bränslen, kemikalier och material.

Pentansyraestrar, framställd av lignocellulosa-härledd levulinsyra (LA), har identifierats som lovande biobränslen på grund av dess höga energitäthet och överlägsna kompatibilitet med traditionell bensin.

Nyligen, Dr. Luo Wenhao och Prof. Zhang Taos grupp från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), i samarbete med Prof. Bert M. Weckhuysen från Utrecht University, utformat en ny strategi för effektiv produktion av pentanoiska biobränslen.

Forskarna syntetiserade väl spridda och ultrasmå Ru-metallnanokluster, innesluten i mikroporerna av zeolit ​​Y, som gav den nödvändiga intima platsen och ökade kemoselektiviteten mot produktion av pentaniska biobränslen i direkt, hydrodeoxygenering i en pott (HDO) av rent etyllevulinat.

Denna studie publicerades i Angewandte Chemie International Edition den 19 augusti.

Istället för att vanligtvis starta molekylen LA, forskarna föreslog en ny strategi för direkt produktion av pentanoiska biobränslen med utgångspunkt från ren etyllevulinat (EL), med zeolitstödda bifunktionella katalysatorer med begränsad närhet till det aktiva stället. De avslöjade att begränsad närhet avsevärt främjade den katalytiska aktiviteten och selektiviteten för produktionen av pentanoiska biobränslen i den direkta hydrodeoxygeneringen av ren EL.

Dessutom, de fann att LA-modifiering var ett effektivt tillvägagångssätt för att bibehålla katalysatorprestanda, på grund av stabiliseringen av zeolitskelettet mot dekonstruktion under termokatalys i vätskefasen.

Dessa fynd utökade begreppet "ju närmare, desto bättre" till biomassakatalys. Sådan begränsad närhet i zeolithåligheterna möjliggjorde effektiv koppling av katalytiska reaktioner i en direkt, one-pot process, vilket skapade möjligheter för praktisk produktion av pentanoiska biobränslen.