A biomassa pode servir como fonte renovável de energia e carbono. Acetona, n-butanol, e o caldo de fermentação do etanol (ABE) como uma fonte derivada de biomassa de combustíveis e produtos químicos tem recebido muita atenção por várias décadas. Contudo, o caldo de fermentação bruto contém baixas concentrações de oxigenados, limitando suas aplicações práticas.

Assim, é importante desenvolver um catalisador resistente à água altamente eficiente para converter direta e seletivamente misturas de oxigenados aquosos em bruto em produtos químicos de valor agregado; os imiscíveis em água (fácil separação após a reação) são especialmente de grande importância. Contudo, a eficiência e seletividade do processo de transformação para intermediários derivados de biomassa continua sendo um grande desafio técnico-econômico.

O Prof. Wang Feng do Instituto Dalian de Física Química (DICP) da Academia Chinesa de Ciências e seus colegas da Universidade de Pequim relataram recentemente um método catalítico eficiente e novo para a conversão de caldo de fermentação de biomassa aquosa em um produto imiscível em água. Sua descoberta foi publicada em Nature Communications .

Eles desenvolveram uma estratégia capaz de transformar ~ 70 por cento do carbono em uma mistura de fermentação ABE aquosa em 4-heptanona (4-HPO), catalisada por céria dopada com estanho (Sn-céria) com uma seletividade de até 86 por cento. Embora Sn-ceria seja um catalisador versátil para desidrogenação, a reação ao álcool de Guerbet, condensação, e reações de esterificação, todas essas reações, envolvendo catálise ácido-base e redox, retransmitir e gerar 4-HPO com alta seletividade (Fig. (A)). 4-HPO é um intermediário de valor agregado e pode ser usado para produzir combustível de aviação e produtos químicos finos (Fig. (B)).

Além disso, agua, o que é prejudicial para os catalisadores relatados para a conversão ABE, foi benéfico para a produção de 4-HPO. O excelente desempenho catalítico da céria dopada com estanho é devido às espécies de estanho altamente dispersas e às lacunas de oxigênio da céria.

“Esta estratégia oferece uma rota para a utilização altamente eficiente do carbono orgânico, "disse Wang." Pode potencialmente integrar plataformas de catálise química e biológica para a produção robusta e altamente seletiva de produtos químicos de valor agregado. "