绿色汽油的快速生产路径———催化热裂解将纤维素转变为燃料组分只需一步
　　目前，将木屑、农业废弃物及其他生物质原料转变为运输燃料的技术已经引起许多科学家的关注。其中马萨诸
塞大学阿姆赫斯特（Amherst）分校的化学工程师George W. Huber最近报道了一种选择性催化热裂解工艺，首次实
现了将纤维素转化为可制备柴油的化合物的直接转化，即一步法工艺。相关文章发表于近期的《化学与可持续性、
能源与材料》（ChemSusChem）上。
　　生物质转化的最大障碍是种植原料的“顽抗性”，就是说，不能快速、经济地将植物细胞壁内复杂的碳水化合物
直接转化为有用的化学和运输燃料。为此，研究人员尝试了包括物理、化学及生物学方法在内的诸多解决方案。
　　热裂解是在高温及缺氧条件下，将包括农业和工业废弃物等在内的固体有机原料进行加热，最终将原料分解成
一系列液态烃。
　　马萨诸塞大学研究组探索出控制纤维素和其他生物质基碳水化合物与沸石催化剂ZSM5微粒热裂解反应的必要
条件。首先，纤维素被分解为挥发性含氧有机化合物，随后进入沸石催化剂孔，选择性经过一系列脱羰、脱水、齐
聚及其他反应。Huber指出，整个反应时间不到两分钟，反应温度600℃，仅这一步就能形成一系列的芳烃化合物，
包括萘、乙苯、甲苯和苯，副产物主要有焦炭、水、一氧化碳和二氧化碳。
　　目前该工艺还存在局限性。例如，研究者采用的是纯纤维素原料而不是粗生物质，此外，美国环境和健康规范
要求混和汽油燃料中芳烃含量应低于25%，包括苯含量低于1%。
　　Huber指出，一旦该工艺实现优化，采用粗生物质也能产生与纯纤维素原料同样的效果。汽油中芳烃含量的限
制确实局限了新工艺芳烃产品的有效性，但他认为，芳烃可与烷烃或其他化合物进一步加工混合生产汽油，或者芳
烃直接加氢生产烷烃。
　　  该项目得到了美国国家科学基金委员会（NSF）的支持，NSF催化与生物催化项目主任John Regalbuto认为，
Huber的方法处于新型绿色汽油范式研究的最前沿。这不仅因为该转化过程能以简洁的方式在短时间内处理大量的
生物质原料，同时它基本上不需要任何外部能量。事实上，该过程释放的额外能量还可以用来发电，因此如果善加
处理，甚至不会有任何碳足迹（carbonfootprint，产品生命周期中总的温室气体排放量）。（胡艳红 编译）