【东大新闻网4月23日电】（通讯员 顾晓洁）日前，东南大学能源与环境学院肖睿、张会岩教授领衔的绿色碳资源利用团队在国际权威期刊《Advanced Science》上发表了题为“Tuned Oxidation Potential of Continuous Defective Photocatalyst for Selective Biomass Conversion”（连续缺陷光催化剂氧化电位调控用于生物质选择性转化）的论文，报道了该团队在生物质高值化利用方面的最新研究成果。
生物质是地球上最丰富的可再生碳资源，可以作为化石原料的理想替代品，满足人类对物质和能源日益增长的需求。光催化技术具有反应条件温和、能够利用太阳能驱动反应等优势，为生物质转化为燃料和高附加值化学品提供了可持续的解决方案。然而，由于生物质结构复杂、官能团多样且反应路径具有高度竞争性，实现高价值产物定向生成仍是重大挑战。
在这项工作中，团队开发设计了一种利用不同光谱波长分级氧化生物质制备燃料与高值化学品的催化系统，实现了生物质的定向转化和太阳能的高效利用，并揭示了通过自调节光氧化能力调控关键活性物种的独特机制。以生物质衍生物木糖转化为探针反应，结果表明：在可见光下主要产物是高附加值的木糖酸（食品、医药和化工等领域重要添加剂）；而在紫外光下，主要产物则是低价值的C1产物（CO2、CO、甲酸）。该系统不仅拓宽了太阳光谱能量的利用范围，还避免了过度氧化等副反应的发生，实现了高选择性高产率制备高价值产品。实验和理论结果均表明，通过调控太阳光谱波长可以激发催化剂不同的缺陷能级，为木糖氧化提供匹配的氧化电位。此外，这种光调控氧化能力的反应体系对其它生物质衍生物的转化也表现出明显的定向选择性，这为太阳能驱动生物质资源高效转化提供了新的途径。
绿色碳资源利用团队博士研究生洪龙飞和张会岩教授为论文共同第一作者，张会岩教授、肖睿教授和储升教授为共同通讯作者，东南大学为论文唯一单位。近年来，肖睿、张会岩教授团队在国家重点研发、国家自然科学基金等项目资助下，在生物质/有机固废高值化利用领域取得了一系列重要进展，提出将光电、微波、等离子体等多种能量引入传统热转化过程中，形成耦合互补，在温和条件下实现零碳/负碳高值转化的新方法。相关成果陆续发表在Science、Nat. Rev. Mater.、PNAS、Sci. Adv.、Nat. Commun.等期刊，多项技术实现了产业化应用。
文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202523412
供稿：能源与环境学院
（责任编辑：刘明源 审核：宋业春）
