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提高纖維素乙醇生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性


  ●本報(bào)訊近期,我校許鳳教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下,首次以乙醇生產(chǎn)過程中的廢棄木質(zhì)素殘?jiān)鼮樵喜捎盟疅崽幚砼c化學(xué)活化相結(jié)合的新技術(shù),成功制備了一種氮摻雜多孔碳納米片骨架結(jié)構(gòu)碳材料(HPNC),研究發(fā)現(xiàn)以HPNC為電極的超級(jí)電容器具有高倍率、高循環(huán)穩(wěn)定性、高導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)。
  該碳材料具有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn):一是氮摻雜量高,氮摻雜濃度達(dá)3.4%,顯著提高了電極的導(dǎo)電性及與電解液界面的接觸性;二是具有高比表面的納米片形貌,形成多級(jí)碗狀孔結(jié)構(gòu),顯著增加了有效電荷儲(chǔ)存量。采用該碳材料可制備超高性能超級(jí)電容器電極材料。
  該研究提供了一種高附加值利用纖維素乙醇的木質(zhì)素副產(chǎn)物的途徑,大力促進(jìn)了纖維素乙醇生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。研究成果發(fā)表在《ACSAppliedMaterials&Interfaces》雜志上,該雜志影響因子為7.145,通訊作者是許鳳教授,第一作者是博士生張利鳴。該團(tuán)隊(duì)前期關(guān)于生物質(zhì)精煉過程的廢棄物利用工作也已發(fā)表。
  據(jù)了解,隨著全球環(huán)境污染、資源短缺等問題日益加劇,生物質(zhì)精煉技術(shù)的發(fā)展越來越受到廣泛重視。作為少數(shù)已投產(chǎn)的生物質(zhì)精練技術(shù)之一,纖維素乙醇的生產(chǎn)規(guī)模逐步擴(kuò)大,如何清潔高效利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物成為當(dāng)前亟需解決的關(guān)鍵問題。纖維素乙醇生產(chǎn)中的廢棄物主要含有木質(zhì)素,可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為化學(xué)品或材料。但是,由于底物與纖維素酶和酵母菌等的接觸使得廢棄物殘?jiān)泻写罅康鞍踪|(zhì),與殘?jiān)械闹饕M分木質(zhì)素難以高效分離,導(dǎo)致木質(zhì)素很難直接在材料領(lǐng)域應(yīng)用。(劉一萌)