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研究人员发明了一种更甜美的制造化学品的方法

今天早上你洗头发的洗发水。党的气球。冰箱和太阳镜,药品和驱蚊剂,吉他弦和鱼饵。这些 - 以及我们每天使用的数千种其他产品 - 都含有石油化学品。但是,特拉华大学的研究人员现在可以为制造商提供一种比这种化石燃料更甜的替代品。

UD研究团队发明了一种更有效的方法,用于从森林和农场的木屑,玉米棒和其他有机废物中提取糖。这种生物可再生原料可以作为每年生产吨吨消费品所用石油的更便宜,可持续的替代品 - 消费者希望变得更加环保的商品。根据GfK MRI今年早些时候发布的美国消费者调查报告,美国超过一半的消费者愿意为环保产品支付更多费用。

UD的催化能源创新中心 - 美国能源部指定的能源前沿研究中心 - 的研究副主任Basudeb Saha领导了这项工作,该工作涉及UD和罗格斯大学的科学家。研究结果发表在ChemSusChem上,这是一本专注于可持续化学的跨学科期刊。

“为了制造更环保的化学品和燃料,我们正在使用植物材料,但我们不想与其食品价值竞争,”萨哈说。“因此,我们不是采取玉米和提取糖来制造乙醇,而是利用玉米收获后留下的秸秆和玉米棒,以及木屑和稻壳等其他类型的废物。”

尽管过去十年已经转向使用这种被称为木质纤维素生物质的废物,以生产用于生产可生物降解塑料,药品,化妆品和生物燃料的化学品,但生物精炼厂一直在努力寻找稳定的供应和高昂的加工成本。

虽然木屑和玉米棒可能听起来像简单,廉价的材料,但它们很难在化学上分解。

“木质素使它们的细胞壁如此坚韧和坚固,就像强力胶水一样紧紧抓住糖类,”萨哈说。

UD发明了一步法技术

工业目前通过在第一步中使用刺激性化学品和反应条件的两步法以及在第二步中使用昂贵的酶来从木质素中分离出糖。这个过程使得产生的糖价格昂贵,最终产品虽然可再生,但比石油产品更具竞争力。

然而,在UD发明的过程只是一步。它不需要生物精炼厂中常用的单独预处理步骤来从糖聚合物纤维素和半纤维素中分解木质素。UD的一步法技术将预处理步骤和纤维素和半纤维素的水解在一个罐中集成,并在相当低的温度(85℃)和短的反应时间(一小时)下操作,这使得该方法节能。它也是节水的。

该技术的关键是由UD提交的国际专利申请,是在少量无机酸存在下使用无机盐的浓溶液。浓盐溶液需要最少量的水。溶液溶胀木材或其他生物质的颗粒,使溶液与纤维相互作用,就像报纸上溢出的报纸一样膨胀。

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