中国科学技术大学「国家杰青」熊宇杰,现任安徽师大校长,重磅Nature大子刊!
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2026-05-31 08:30
文章摘要
在面对甘油作为生物柴油副产物产量巨大但商品价值有限,且传统热催化易降解为低值C1产物、常规光电催化难保留C3骨架的背景下,本研究旨在开发一种在温和条件下将甘油选择性升级为高值六碳糖的高效可持续平台。研究团队构建了一种空间解耦的光电催化-酶催化串联系统。该系统的核心是Bi掺杂的WO3光阳极,通过增强表面疏水性和空穴迁移率,在模拟太阳光下将甘油高选择性(95.5%)氧化为甘油醛和二羟丙酮两种C3中间体。随后,利用定向进化的果糖-6-磷酸醛缩酶双突变体催化这两种中间体发生醛醇加成,偶联生成单一的六碳产物山梨糖。通过将该光阳极与Si光阴极串联,该系统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,太阳能到化学能的转换效率达1.92%,并能在24小时内稳定运行。结论表明,该工作通过中间体调控和界面电荷利用,实现了光电催化与生物催化的深度兼容,为室温常压下将甘油转化为高值六碳化学品提供了一种绿色、碳节约型的可持续策略。
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