化学/酶复合催化法制备生物基化学品研究进展

化学催化与酶催化复合法制备生物基化学品可兼具生物催化剂的高效、高选择性和化学催化剂的稳定性(高温下)等优点,且原料易得、工艺简捷高效、环境友好,以化学/酶复合催化一步法反应制备糖醇、氨基酸和其他生物基化学品中的应用来阐述此方法的优势和意义,并对其在生物质炼制过程的应用进行了展望。     

生物催化生产化学品的进展

许多化学公司如陶氏化学、杜邦、巴斯夫、德国萨和塞拉尼斯都在致力于生物催化技术的开发。     

LanzaTech/李长荣化学工业合作开发生物基化学品

清洁能源技术公司LanzaTech与李长荣化学工业股份有限公司(LCY)签署框架协议,将共同研发关键性生物基化学品。LanzaTech表示,生物基化学品的产量当前占全球化学品产量的1%,但预计将在未来10年内增长到9%。预计到2020年,全球生物基化学品和塑料的营收可能达150亿美元(114亿欧元)。因此,LanzaTech     

酶催化法制备烷基葡糖苷的研究进展

烷基葡糖苷是一类可生物降解的非离子型表面活性剂,传统的生产工艺均为化学法,酶催化法因其反应条件温和,产物纯度高,更具可持续性受到了广泛关注.本文简述了酶催化作用机理及两种反应类型,重点综述了近年来酶催化法制备烷基葡糖苷的研究进展,并对其未来的发展作了展望.     

精细化学品工业生物催化的趋势和创新

讨论了生物催化技术在精细化学品工业制造中的应用。主要体现在对纯的α-氨基酸和β-氨基酸的对映体、胺类、醇类、有机酸、糖类、羟氰类立体异构体的合成和复杂自然产物的控制等方面。此外,选择性和温和的反应条件使生物催化在工业上更多地用来修饰复杂的靶分子。     

纳米酶催化剂制备方法研究进展

酶催化具有化学、区位和立体选择性,这使得其成为绿色合成化学品的理想催化剂。然而,天然酶常因其在工业催化条件下的活性和稳定性较低而难以使用。纳米技术为构建高效酶催化剂提供了新的可能性。通过简便、高效、低成本的方法制备出具有高催化活性和高稳定性的纳米酶催化剂,同时提高纳米酶催化剂的可操作性和可回收重复使用特性是其中的关键问题。介绍了纳米酶催化剂的研究现状和制备方法,重点介绍了采用共沉淀方法制备酶-无机晶体杂化纳米催化剂、酶-金属有机骨架材料杂化纳米催化剂,以及制备具有温度和磁响应特性的纳米酶催化剂,并对纳米酶催化剂在酶催化合成医药化学品方面的应用前景进行了探讨。     

低浓度乙醇催化制备下游化学品研究进展

随着石化资源的不断枯竭和石油价格的飞涨,以化石资源为原料的化学品生产受到了严峻的挑战。可再生的生物质作为化石资源的替代原料进行化学品的生产可以减少对石化资源的依赖,对于人类可持续发展战略具有重要意义。生物质发酵得到生物乙醇,然后以乙醇为平台通过催化转化的方法得到下游化学品,是从生物质得到化学品的重要方法。本文综述了以乙醇转化成其它下游化学品的催化过程,着重介绍和评价了乙醇催化制氢、催化脱水制乙烯以及其它化学品开发的发展状况。最后讨论了当前亟待解决的问题和对策。     

CO2催化制备高附加值化学品研究进展

介绍了近年来国内外CO₂催化转化制备甲醇、甲酸、低碳醇、低碳烯烃、碳酸二甲酯、甲酰胺和可降解塑料等高附加值化学品的研究方法、思路、研究结果以及规模化应用的前景,展望了CO₂转化及新型多功能催化剂的研究方向。     

生物催化技术在化学制药中的应用

生物催化技术是一种利用酶或微生物进行化学反应的技术,通过生物体内的天然催化系统实现选择性、高效和温和的化学合成或分解。在有机合成、制药、食品工业和环境保护等领域,生物催化技术展现出高度优越性。其优势包括高选择性、高效催化、温和反应条件、对复杂底物的容忍度、可再生性和环境友好。特别在制药领域,裂解酶、氧化酶、还原酶和转移酶等酶催化技术被广泛应用,提供了高效、选择性和可持续的药物合成解决方案。随着对生物催化技术的深入理解和生物技术的发展,其未来应用前景广阔。     

生物基化学品的微生物电合成研究进展

微生物电合成是结合微生物学与电化学的新兴研究方向。电化学活性菌株以直接或间接的方式吸收人工提供的外源电子,打破胞内代谢原有的氧化还原平衡,定向催化底物合成还原性目的产物。近年来,基于生物基化学品的微生物电合成取得广泛关注。本文综述了生物基化学品微生物电合成的基本原理及最新研究进展,并讨论了电化学活性菌株的种类、电子传递机制以及典型的菌株培养方式,同时结合菌株代谢途径,讨论了微生物电合成促进乙酸、1,3-丙二醇、丁醇、琥珀酸等生物基化学品的作用机理及研究现状。最后指出了电子传递机制、电子传递效率及成本是限制该技术发展的关键问题及未来的发展趋势,旨在推动该技术应用于生物基化学品的发酵工业中。     

生物基环氧树脂的研究进展

以生物基原料合成环氧树脂是目前解决双酚A环氧树脂原料不可持续性和毒性问题最切实可行的方案。在综述国内外生物基环氧树脂研究进展的基础上,对最近几年我们基于松香、衣康酸、没食子酸合成生物基环氧树脂方面的研究进展进行了介绍,在此基础上进行了总结和展望。     

生物基聚氨酯乳液的研究进展

聚氨酯乳液由于性能优异已广泛应用于建筑、皮革、金属防腐等领域的涂装与防护。现有聚氨酯乳液大多为石油基产品，出于可持续发展的需要，伴随生物基原料的快速发展和大规模商业化，生物基聚氨酯乳液获得快速发展。该文综述了合成聚氨酯乳液的生物基原料和助剂，包括生物基异氰酸酯、多元醇、扩链剂、丙烯酸（酯）单体以及其他生物基原材料，同时分析了木质素基、植物油基、非天然单体以及其他生物基聚氨酯乳液的新进展，指出了生物基聚氨酯乳液面临的主要问题，包括原材料供应不足、成本高和产物性能差等，展望了生物基聚氨酯乳液在无溶剂、高生物基含量和多功能等产品的发展前景。     

Separation of bio-based chemicals using pervaporation

The increasing demand of raw materials and the ever-present risk of fossil resource depletion are effective motivators for the development of new bio-based routes for the synthesis of chemicals. The use of non-renewable natural resources, such as fossil fuels, and the generation of greenhouse gases have led to severe environmental problems. However, one of the challenges of using renewable biomass resources to produce building block molecules is achieving an efficient and economically viable purification step. The complexity of the mixture involves generally high separation costs. Separation processes, such as distillation and liquid–liquid extraction, have been proposed to purify target bio-based compounds. However, the high energetic cost associated with such processes is pushing the current research towards the development of alternative solutions. In this context, membrane technology, such as pervaporation, is an interesting solution for minimizing the energy consumption of the process. This review highlights the main parameters and factors that impact the performance of pervaporation in the separation of complex bio-based chemical mixtures. Coupling effects, which are among the critical issues in pervaporation, are discussed in detail. Hybrid processes, in which both reaction and distillation are performed during the pervaporation process, are also addressed. © 2020 Society of Chemical Industry     

Research progress on preparation and purification of fluorine-containing chemicals in lithium-ion batteries

With the development of digital products,electric vehicles and energy storage technology,electronic chemicals play an increasingly prominent role in the field of new energy such as lithium-ion batteries.Electronic chemicals have attracted extensive attention in various fields.Characteristics of high-end elec-tronic chemicals are high purity and low impurity content,which requires a very strict separation and purification process.At present,crystallization is a key technology for their separation and purification of electronic chemicals.In this work,the representative fluorine-containing compounds in cathode and anode materials,separator and electrolyte of lithium-ion batteries are introduced.The latest technologies for the preparation and purification of four kinds of fluorine-containing battery chemicals by crystalliza-tion technology are reviewed.In addition,the research prospects and suggestions are put forward for the separation of fluorine-containing battery chemicals.     

生物质双级催化热解制备燃料化学品的研究进展

生物质热解所得目标产物生物油因高含氧量、组分复杂等问题难以直接应用,通过使用适宜的催化剂升级热解蒸气可实现生物油的脱氧提质。本文基于前人研究,首先总结了生物质催化热解中金属氧化物和分子筛催化剂的结构特点、催化原理与催化效果。然后详细介绍了微介孔复合型、金属氧化物/ZSM-5复合型双级催化体系的构建原理、催化模式及其对于生物质催化热解产物分布规律产生的影响,并说明了双级催化体系的可行性与实用性;同时概述了影响生物质催化热解的其他因素,包括原料特性、工艺参数、操作模式等。最后针对目前双级催化热解研究与发展中存在的问题,对进行双级催化模式的比较研究、改进催化体系以降低生产成本、发掘双级催化剂的多种使用价值等方向提出了展望。     

生物基合成纤维的展望

在世界原油量减少和环境问题日益突出的情况下,传统石油基合成纤维的发展受到了制约,开发新型、再生的生物基合成纤维成为化纤行业发展的必然趋势。介绍了国内外生物基材料的发展;简述了生物基原料及其预处理方法;详述了生物基合成纤维的开发情况,包括生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯(PDT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺(PA)等生物基合成纤维;指出目前生物基合成纤维的发展中,生物基转化技术不够成熟,制备成本高,原料不稳定,应对生物发酵、酶转化、化学合成等技术系统优化,结合多组分体系的高效分离与纯化技术,实现生物基原料和产物的规模化生产,同时建立自主知识产权体系,实现技术、产品与知识产权体系的同步发展。     

木质纤维素类生物质制取燃料及化学品的研究进展

木质纤维素类生物质含有丰富的纤维素和半纤维素多糖,通过微生物发酵将它们转化为能源及高附加值的化学品,对于缓解全球能源危机带来的压力和解决环境污染问题具有重要意义。介绍了木质纤维素类生物质的结构特征;评述了预处理方法,包括稀酸、高温液态水蒸气爆破、CO2爆破、氨爆、碱法、有机溶剂法、生物处理法;重点介绍由生物质生产乙醇、丁醇及生物柴油的研究现状。指出开发高效环保的预处理方法、构建耐毒高产菌株和应用连续发酵或补料批式发酵方式等是加快木质纤维素类生物质发酵利用工业化进程的关键所在。     

精细化学品选择性催化合成的机遇与趋势

评述了当前精细化工生产中的环境导向趋势，在原子利用率与E-因子(副产物kg/产物kg)基础上对替换工艺作了比较讨论。应用替代铬的分子筛作为循环使用的固体催化剂用于苄基与烯丙基氧化，氧化仲醇为酮，以及烃基过氧化物的选择性分解。介绍了沸石包裹金属铬合物作为氧化一还原固体催化剂的新进展，在水为介质中钯(O)三磺酸三苯膦络合物作为羰基化催化剂的应用，以及支载水相催化剂在包括对映选择性氢化反应在内的各种工艺中的应用。