葡萄枝是一种富含碳水化合物的农业废弃物,可被视为一种有前途的能源替代品。这项研究的目的是提出一种利用这种残留生物质的工艺策略,包括将可溶性糖化学转化为糠醛,将纤维素葡萄糖生物转化为 H 2 。对葡萄枝进行蒸汽爆破预处理,其操作条件优化为 190 ◦ C 和 1.6% H 2 SO 4 浸渍生物质。这些预处理条件允许在预水解物中回收 68.2% 的半纤维素糖和 18.2% 的葡萄糖,并通过酶水解回收 45.3% 的葡萄糖。因此,在优化条件下获得的预处理固体进行酶水解,生成的浆液被丁酸梭菌用作底物,发酵成生物氢(830.7 mL/L,每100 g生葡萄枝产量为3550 mL)和有机酸(1495.3 mg乙酸/L和1726.8 mg丁酸/L)。以糠醛生产为基础,在202 ◦ C的微波反应器中优化预水解物中木糖的化学转化,使用0.195 M FeCl 3作为催化剂,糠醛产量为15 g/L,产率为73%。
结果与讨论:为进一步探究糠醛耐受性增强的机制,基于全基因组重测序数据,利用 CRISPR/Cas9 技术构建了 ADR1_1802 突变体。结果表明,当糠醛为 4 g/L 时,ADR1_1802 开始生长的时间与参考菌株(S. cerevisiae CEN.PK113-5D)相比缩短了 20 小时。此外,根据实时荧光定量 PCR 分析,ADR1_1802 突变体中 GRE2 和 ADH6 的转录水平分别增加了 53.69% 和 44.95%。这些发现表明突变体糠醛耐受性的增强是由于糠醛降解加速。重要性:全球可再生碳对于实现“零碳”目标至关重要。从生物质中获得的生物乙醇就是其中之一。为了使生物乙醇的价格与化石燃料具有竞争力,必须提高乙醇产量,因此,应通过酿酒酵母将生物质预处理过程中产生的单糖有效地转化为乙醇。然而,葡萄糖或木糖氧化形成的抑制剂会降低乙醇产量。因此,抑制剂耐受性酿酒酵母对这一过程非常重要。糠醛作为预处理水解液的主要成分之一,对酿酒酵母的生长和乙醇生产有明显的影响。为了获得对糠醛耐受的酿酒酵母并找到潜在机制,本研究应用了适应性实验室进化和CRISPR/Cas9技术
生物质衍生化学品的氢化对于生产生物燃料和增值化学品具有重要意义。生物质还原的热化学过程通常使用氢气作为还原剂,在高温和高压下进行。本文,作者研究了 5-羟甲基糠醛 (HMF) 直接通电还原为生物聚合物前体 2,5-双(羟甲基)呋喃 (BHMF)。注意到先前关于这种转化的报告中电流密度有限,因此研究了一种由三元金属纳米树枝状晶体与阳离子离聚物混合而成的混合催化剂,后者旨在提高局部 pH 值并促进表面质子扩散。该方法在使用专为 p-d 轨道杂化设计的 Ga 掺杂 Ag-Cu 电催化剂实施时,可控制对 BHMF 的选择性,在 100 mA cm −2 时实现 58% 的法拉第效率 (FE) 和 1 mmol cm −2 h −1 的生产速率,后者的速率与之前最好的报告相比翻了一番。
地表重金属的存在和工业废水排放到环境中造成了严重的健康问题,需要加以处理。在批量系统中仔细研究了 Cr(VI) 在糠醛渣上的吸附。在微波辅助 HTC 中以水为有效介质处理糠醛渣,随后用低浓度氢氧化钾进一步处理固体物质。在最佳条件下(pH 2、25ºC 和 2.5 g/L 吸附剂剂量),在初始浓度为 100 mg/L 时去除 91.72% 的 Cr(VI) 以达到平衡状态。结果表明,在 200ºC 和 0.05 N KOH 浓度下结合微波辅助处理可达到更高的 Cr(VI) 吸附容量(36.91 mg/g)。优化了 pH 值、接触时间、温度和溶液浓度等重要参数以研究其有效性。实验吸附数据最符合 Freundlich 模型,该模型立即遵循伪二级动力学模型。热力学研究调查显示为负值。研究结果表明,糠醛渣产生的改性水炭可被视为高成本吸附剂的替代品。关键词:吸附、Cr(VI)、糠醛渣、动力学等温线、微波辅助 HTC
当 1,3,5-三苯甲醛和 2,5-二氨基苯磺酸通过席夫碱缩合反应发生反应时,只需将溶剂从 DMF 切换到 DMSO,即可合成两种不同形态的双功能共价有机聚合物,从而得到包含花型(F-COP DMF)和环状(C-COP DMSO)形态的共价有机聚合物(COP)。通过使用 TEM、SEM、XRD、FT-IR 和 XPS 分析技术进行表征,比较了合成 COP 的化学和形态性质。除了形态各异之外,还发现这两种聚合物材料具有相似的化学性质,都带有质子酸 - SO 3 H 和路易斯碱 - C=N 官能团。随后,对这两种 COP 进行了评估,用于通过果糖脱水合成羟甲基糠醛(HMF),以研究其形态依赖的催化活性。
生物质原料的价值化(例如涉及 5-羟甲基糠醛和甘油的氧化还原反应)也已被用于生产高价值燃料和化学品。3,4 电化学转换方案比传统的热方案有几个优势,包括(i)可在室温和常压下操作,5 (ii) 高度分布的基础设施,(iii) 在氢化反应中使用丰富的 H 2 O 分子代替昂贵的 H 2 和 (iv) 能够对所需产物实现高选择性,防止产生浪费/有毒的副产物。开发具有高内在活性和对所需产物的选择性的地球丰富且稳定的电催化剂对于广泛实施电化学能量转换方案至关重要。我们社区使用两种常见策略来提高电催化系统的活性:(a)通过增加催化剂负载或中观/纳米结构(通常称为粗糙化)来增加活性位点的数量和(b)发现/设计具有更高内在活性的新活性位点。前一种策略(a)的挑战是(1)催化剂在更宽的电极上的分布会导致质量传输的额外限制,(2)增加现有贵金属催化剂的负载会导致成本增加,以及(3)增加负载只能将几何活性提高最多三个数量级。6因此,提高电催化剂的内在活性是
糖尿病(DM)是一种慢性炎症性疾病,快速增长的DM正在成为全球公共卫生的重大问题。中药治疗糖尿病历史悠久,因疗效好、无毒副作用而被开发利用,半边莲是传统的全草草药。随着中药药理研究的不断深入,半边莲中的有效成分不断被揭示,其中含有的生物碱、黄酮类化合物、黄酮苷类化合物和氨基酸等具有良好的抗炎、抗病毒、抗糖尿病作用。为了进一步探究有效成分的靶点及其抗糖尿病机制,采用网络构建方法,建立了一种可行的基于化学、药代动力学和药理学数据的网络药理学分析模型,阐明了半边莲的抗糖尿病机制。本研究采用气相色谱-质谱法(GC/MS)鉴定出208种羊草代谢物,其中23种成分经过吸收、分布、代谢和排泄(ADME)筛选后可能具有有效的药理作用。对活性成分的网络药理学分析表明,羊草中的5-羟甲基糠醛通过作用于GSK3B、TNF和MAPK1影响胰岛素抵抗信号通路,金合欢素通过作用于INSR、DPP4和GSK3B影响糖尿病通路,从而调节2型糖尿病、非胰岛素依赖型糖尿病和炎症性疾病。这些结果成功地表明了羊草活性成分潜在的抗糖尿病机制。
评估了有无 CO2 捕获和储存 (CCS) 的生物基芳烃生产方案的技术经济性能和 CO2 当量 (CO2eq) 减排潜力,并将其与化石基芳烃生产方案进行了比较。生物方案包括尾气反应热解 (TGRP)、催化热解 (CP)、热液化 (HTL)、气化-甲醇-芳烃 (GMA) 和呋喃/糠醛的 Diels-Alder 结合木质素的催化热解 (FFCA)。原油基石脑油催化重整 (NACR) 路线的温室气体排放量分别为 43.4 吨 CO2eq/t 芳烃 (NACR-CCS) 和 43.9 吨 CO2eq/t 芳烃。除 HTL 外,所有采用 CCS 的生物质方案均出现负排放,排放量在 −6.1 至 −1.1 t CO2eq/t 芳烃之间,减排成本在 27.7 至 93.3 $/t CO2eq 之间。在有利条件下,采用 CCS 的 GMA(GMA-CCS)排放量最低(−14.6 t CO2eq/t 芳烃),而采用 CCS 的 CP(CP-CCS)减排成本最低(12.3 $/t CO2eq)。目前,除 CP 拥有中试工厂外,所有基于生物质的芳烃生产技术均处于实验室或示范阶段。结果表明,生物基芳烃生产具有合理的减排成本和较低或潜在的负温室气体 (GHG) 排放量,是弥补未来几十年预期芳烃生产短缺的一个有吸引力的选择。