La biomassa può fungere da fonte rinnovabile sia per l'energia che per il carbonio. Acetone, n-butanolo, e il brodo di fermentazione dell'etanolo (ABE) come fonte di combustibili e prodotti chimici derivata dalla biomassa ha ricevuto molta attenzione per diversi decenni. Però, il brodo di fermentazione grezzo contiene basse concentrazioni di ossigenati, limitandone le applicazioni pratiche.

Così, è importante sviluppare un catalizzatore resistente all'acqua altamente efficiente per convertire direttamente e selettivamente miscele acquose ossigenate grezze in prodotti chimici a valore aggiunto; particolarmente importanti sono quelli immiscibili con l'acqua (facile separazione dopo la reazione). Però, l'efficienza e la selettività del processo di trasformazione per gli intermedi derivati ​​dalla biomassa rimane una grande sfida tecnico-economica.

Il prof. Wang Feng del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze e i suoi colleghi dell'Università di Pechino hanno recentemente segnalato un metodo catalitico efficiente e innovativo per la conversione del brodo di fermentazione della biomassa acquosa in un prodotto immiscibile dall'acqua. La loro scoperta è stata pubblicata in Comunicazioni sulla natura .

Hanno sviluppato una strategia in grado di trasformare circa il 70% del carbonio in una miscela acquosa di fermentazione ABE in 4-eptanone (4-HPO), catalizzata da ceria drogata con stagno (Sn-ceria) con una selettività fino all'86 percento. Mentre la Sn-ceria è un catalizzatore versatile per la deidrogenazione, la reazione alcolica di Guerbet, condensazione, e reazioni di esterificazione, tutte queste reazioni, che coinvolgono catalisi acido-base e redox, relè e generare 4-HPO ad alta selettività (Fig. (A)). 4-HPO è un intermedio a valore aggiunto e può essere utilizzato per produrre carburante per aerei e prodotti chimici fini (Fig. (B)).

Per di più, acqua, che è dannoso per i catalizzatori riportati per la conversione dell'ABE, è stato utile per la produzione di 4-HPO. L'eccellente prestazione catalitica della ceria drogata con stagno è dovuta alle specie di stagno altamente disperse e alle vacanze di ossigeno della ceria.

"Questa strategia offre una via per un utilizzo altamente efficiente del carbonio organico, "Ha detto Wang. "Può potenzialmente integrare piattaforme di catalisi biologica e chimica per la produzione robusta e altamente selettiva di prodotti chimici a valore aggiunto".