我所木質纖維素平臺化合物制備可再生JP-10燃料研究取得新進展

  近日,我所催化與新材料研究中心李寧研究員、張濤院士團隊,開發了兩條通過木質纖維素平臺化合物——糠醇制備可再生JP-10高密度燃料的新路線。相關工作發表在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。

 

  以木質纖維素為原料合成可再生航空燃料是國際生物質催化煉制的研究熱點。目前,國內外已有的木質纖維素航空煤油報道主要集中在合成普通航空煤油。JP-10燃料(掛式四氫雙環戊二烯)是一種經典單組份高密度航空燃料。與普通航空煤油相比,JP-10燃料在密度、冰點、熱安定性等方面都具有明顯的性能優勢,因而也被稱為“超級燃料”。目前,JP-10燃料通常由來自化石資源的環戊二烯制備,價格較高(約7091美元/噸),且由于原料資源有限,因而無法在民航中得以廣泛應用。

  糠醇是農林廢棄物中半纖維素部分獲得的一種重要的化學品,迄今已有幾十年的工業化生產歷史。該工作開發了兩條以糠醇為原料合成JP-10燃料的新路線,可獲得大約65%的收率(以碳計算)。經過初步的經濟分析,該生物質路線獲得的bio-JP-10的成本低于5600美元/噸。根據國外文獻報道,未來糠醇的價格有望降至400美元/噸左右,屆時JP-10的成本將可降低至2900美元/噸以下,有望實現生物質JP-10的實際應用。

  上述研究工作得到國家自然科學基金委、國家重大研發計劃、中科院潔凈能源創新研究院合作基金、中科院戰略性先導科技專項和大連市杰出青年科技人才項目等資助。這也是獻禮我所七十周年所慶文章之一。(文/圖 李廣億、李寧)

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