以可再生纖維素為原料高密度航空煤油制備成功

　　近日，中科院大連化物所航天催化與新材料研究室李寧研究員、中科院張濤院士團(tuán)隊(duì)、生物能源研究部路芳研究員團(tuán)隊(duì)，以及天津大學(xué)化工學(xué)院鄒吉軍教授團(tuán)隊(duì)共同合作，開發(fā)出了將可再生碳資源——不可食用的纖維素轉(zhuǎn)化成為高密度航空煤油的新方法。

　　采用該方法可制備清潔、可再生的生物質(zhì)航空燃料，對(duì)于保證我國能源安全和減少航空領(lǐng)域二氧化碳排放均有非常重要的意義。

　　“傳統(tǒng)的以煤、石油和天然氣為代表的化石能源，不但儲(chǔ)量有限，具有不可再生性，同時(shí)使用過程中還會(huì)排放大量的二氧化碳，引發(fā)氣候變暖等環(huán)境問題。”

　　論文通訊作者之一李寧介紹說。為此，聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向了廉價(jià)易得、可再生的生物質(zhì)原料——纖維素。

　　據(jù)了解，以纖維素為原料合成航空煤油在國外已有報(bào)道。但這些工作主要集中在以纖維素為原料合成普通航空煤油方面，在高密度航空煤油領(lǐng)域卻鮮有進(jìn)展。與普通的航空煤油相比，高密度航空燃料的使用可在不改變油箱體積的前提下有效增加飛行器的航程、載荷、飛行速度，可為我國航空煤油的多元化供應(yīng)提供技術(shù)儲(chǔ)備。

　　研究人員介紹，他們采用兩步法將纖維素轉(zhuǎn)化為高密度航空煤油。首先，他們采用氫解反應(yīng)高選擇性地將纖維素轉(zhuǎn)化為2,5-己二酮，并通過反應(yīng)分離的方法，最終獲得71.4%的2,5-己二酮分離碳收率；隨后，采用雙床層催化系統(tǒng)通過羥醛縮合—加氫—加氫脫氧反應(yīng)，將2,5-己二酮轉(zhuǎn)化為具有支鏈結(jié)構(gòu)的C12和C18的多環(huán)烷烴燃料，碳收率為74.6%。在該過程中獲得的多環(huán)烷烴具有高密度（0.88g/mL）和低冰點(diǎn)（225K）的特性。

　　論文第一作者、大連化物所博士后劉艷廷介紹，該混合物具有比常規(guī)航空煤油更高的密度和較低的凝固點(diǎn)，既可作為高密度先進(jìn)航空燃料單獨(dú)使用，也可以作為燃料添加劑，提高航空煤油的體積熱值。

　　“在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以利用高密度航空生物燃料遠(yuǎn)航程、高載荷的特點(diǎn)，減少長途飛行旅程中的轉(zhuǎn)機(jī)次數(shù)和航空運(yùn)輸中需要的航班次數(shù)，進(jìn)而降低飛機(jī)在起飛和降落過程的噪音、二氧化碳以及其他污染物排放，為我國綠色航空事業(yè)貢獻(xiàn)力量。”劉艷廷表示。

　　下一步，該聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)還將通過對(duì)溶劑、催化劑以及反應(yīng)工藝的不斷改進(jìn)，提高該技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，使其變得更加環(huán)保、高效。（程唯珈）

　　轉(zhuǎn)自：中國化工報(bào)

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