科技日报记者 符晓波
记者7月10日从厦门大学获悉，该校能源学院曾宪海教授团队最新开发的生物质转化电解技术能将废弃秸秆、木屑等农林垃圾高效转化为制造生物基塑料的关键原料，并同步产出绿色氢气，相关成果近日刊发在国际能源领域期刊《焦耳》。
传统化工塑料高度依赖石油资源，其中5-羟甲基糠醛（HMF）作为极具潜力的生物质平台分子，经氧化生成5-呋喃二甲酸（FDCA），是制造生物基塑料的核心原料。但长期以来，HMF转化制备FDCA的氧化反应路径无法精准调控，转化效率偏低，难以实现工业放大。
针对上述难题，研究团队借鉴电磁炉电磁感应加热原理，快速在电极表面锁定钌镍锰三金属元素催化点位，并以钌元素作为反应“助推器”，加速反应脱质子。同时，采取钌、锰协同调控方法，引导醛基优先氧化，有效规避无效副反应产生过多中间产物。这一创新方法相当于为催化剂装上了“精准导航”，从源头破解了氧化反应路径不受控的难题。
此外，当原料浓度提高时，HMF分子会像面团一样粘在一起形成腐殖质，导致催化剂失效，这也是阻碍技术放大的另一个障碍。为此，研究团队配套设计了新催化剂和流动电解系统，经测试可在工业级的大电流下长期稳定运行。
该成果给出了生物质转化从实验室走向工厂的完整工程方案，为未来可再生生物质替代石油炼制提供了清晰的理论和实操方向。
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