中科大/香港城市大学合作,Nature Sustainability!
研之成理
2026-05-30 19:45
文章摘要
甘油作为生物柴油生产的关键副产物,产量巨大但商品价值有限,其高效转化为高附加值化学品是可持续发展的重要课题。本研究针对甘油选择性转化难的问题,构建了一种空间解耦的光电催化-生物催化接力系统。该系统利用WO3–Bi光阳极在温和条件下将甘油选择性氧化生成甘油醛和二羟基丙酮两种C3产物,再通过突变型果糖-6-磷酸醛缩酶催化二者发生羟醛加成反应,生成六碳糖——山梨糖。通过将WO3–Bi光阳极与Si光阴极耦合,该系统在太阳光照射下无需外部能量输入,即可实现31.66 mmol genzyme−1 h−1的山梨糖产率,并展现出24小时的运行稳定性。研究结果表明,Bi掺杂引入的氧空位和疏水表面增强了电荷分离效率并抑制了醛的水合,从而提高了C3中间体的选择性。该工作为在温和条件下利用太阳能将生物质衍生的甘油升级为高价值六碳化学品提供了绿色、高效的新平台。
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