Un nuevo método aumenta la generación de gas de síntesis a partir de biopolímeros

Método sencillo para aumentar la eficiencia fotocatalítica

12.05.2021 - China

La conversión fotocatalítica de la biomasa es una forma ideal de generar gas de síntesis (H2 y CO) a través de la escisión del enlace C-C, que se inicia con la abstracción de hidrógeno del enlace O/C-H. Sin embargo, la falta de transferencia eficiente de electrones y protones limita su eficacia. La gasificación conversional de la biomasa en gas de síntesis debe realizarse a alta temperatura (400-700 °C).

Recientemente, un grupo dirigido por el profesor WANG Feng, del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS), en colaboración con el profesor WANG Min, de la Universidad Tecnológica de Dalian, propuso un nuevo método para realizar la conversión fotocatalítica de biopolíticos en gas de síntesis a temperatura ambiente con una alta eficiencia.

Los investigadores prepararon un catalizador de CdS modificado con iones de sulfato en la superficie ([SO4]/CdS), que podría aumentar simultáneamente la transferencia de electrones y protones, facilitando así la generación de una mezcla de syngas a partir de biopolíticos con una alta actividad y selectividad.

Las caracterizaciones in situ, combinadas con los cálculos teóricos, demostraron que el ion sulfato superficial [SO4] era bifuncional, sirviendo como aceptor de protones para promover la transferencia de protones, y aumentando el potencial de oxidación de la banda de valencia para mejorar la transferencia de electrones.

En comparación con el CdS prístino, el [SO4]/CdS mostró una tasa de generación de CO 9 veces mayor y una generación de H2 4 veces mayor. Mediante este método, una amplia gama de azúcares, como la glucosa, la fructosa, la maltosa, la sacarosa, la xilosa, la lactosa, la insulina y el almidón, se convirtieron fácilmente en gas de síntesis.

Este estudio revela el efecto fundamental del ion sulfato de la superficie en la transferencia electrón-protón en la fotocatálisis y proporciona un método fácil para aumentar la eficiencia fotocatalítica.

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