木質(zhì)素是自然界中含量僅次于纖維素的第二豐富可再生原料，廣泛存在于木材、竹材、秸稈等天然植物體中，主要由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元隨機聚合形成，含碳量達(dá)60%，是制備碳材料的理想前體。
然而，木質(zhì)素分子單元隨機排列，組成的大分子相互交織，形成類似于“漁網(wǎng)”結(jié)構(gòu)超分子，同時木質(zhì)素中含有大量醚鍵，對溫度和pH變化極其敏感，反應(yīng)過程中極易發(fā)生縮合，難以實現(xiàn)全值化利用，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，木質(zhì)素常被當(dāng)廢料直接燒掉。實現(xiàn)木質(zhì)素全量高值化利用，是林木生物質(zhì)資源領(lǐng)域發(fā)展的痛點問題。
中國工程院院士、中南林業(yè)科技大學(xué)教授吳義強科研團(tuán)隊針對木質(zhì)素難利用科學(xué)難題，利用木質(zhì)素分子親水、親油特性，設(shè)計開發(fā)了非極性試劑共組裝技術(shù)，誘導(dǎo)木質(zhì)素分子組裝，構(gòu)筑了兼具尖端納米曲率和連續(xù)均質(zhì)納米曲率雙重優(yōu)勢的高性能催化劑，彌補了“尖端納米曲率效應(yīng)”和“連續(xù)均勻納米曲率效應(yīng)”兩種構(gòu)型催化劑活性位點稀少和催化反應(yīng)動力學(xué)不足等問題，電催化制氫性能超出現(xiàn)報道所有碳基電催化劑。
據(jù)介紹，這項研究成果在促進(jìn)我國林木生物質(zhì)資源高值化、全組分利用的同時，有望進(jìn)一步提升電催化水分解制氫效率，助力實現(xiàn)國家“雙碳”目標(biāo)。這一策略不僅解決了林木生物質(zhì)資源加工利用難的挑戰(zhàn)，其更具優(yōu)勢的納米結(jié)構(gòu)設(shè)計為高效催化劑開發(fā)提供巨大潛能。利用這種連續(xù)非均質(zhì)納米結(jié)構(gòu)全生物基催化劑體系可以同時解決催化位點數(shù)量少、反應(yīng)動力學(xué)差等難題，有望在費托合成、工業(yè)制氫、催化合成氨、石油煉制等領(lǐng)域提供環(huán)境友好的方案。
10月6日，上述研究成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）雜志上。中南林業(yè)科技大學(xué)為論文第一作者單位和通訊單位，中南林業(yè)科技大學(xué)林業(yè)工程學(xué)科2022級博士研究生王航為第一作者，吳義強和該校教授熊福全為共同通訊作者。
相關(guān)論文信息：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202515230
本文鏈接：我國科學(xué)家研發(fā)林木生物基高效綠氫催化劑http://www.hufazx.com/show-11-26966-0.html
聲明：本網(wǎng)站為非營利性網(wǎng)站，本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會到餡餅，請大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。