近日，中国科学院西双版纳热带植物园生物能源组在纤维素高选择性水解制备葡萄糖技术领域取得新进展，相关研究成果发表于国际著名生物能源期刊《Bioresource Technology》，并申请专利1项。

随着化石能源逐渐枯竭、能源需求持续增长以及环境保护日益重要，开发清洁、可再生能源已成为全球共识。纤维素是地球上最丰富的有机资源（如木材、草和秸秆等约含50%的纤维素），具有可再生性和无污染等特点，其高效利用不仅能带来巨大的经济效益，还能产生显著的社会效益。高选择性催化水解纤维素制备葡萄糖是纤维素综合利用的关键技术。国内外研究者曾尝试使用酶、超临界水、无机酸、碱、离子液体及金属盐溶液等方法进行纤维素水解，但由于水解成本高、催化剂选择性差以及催化剂难以分离等问题，这些工艺难以实现工业化生产。

纳米催化剂应用于纤维素水解技术，具有选择性高、催化剂易分离和可重复利用等优点。为解决纤维素综合利用的瓶颈问题，版纳植物园生物能源组硕士研究生张帆在导师方真研究员的指导下，制备出一种具有一维纳米层状结构的固体催化材料。该材料层板高度约2-4 nm，层板宽约2-2.4 μm，经活化后其固体酸、碱量分别达到1.17 mmol/g和1.76 mmol/g。在150°C热水中水解纤维素时，该催化剂表现出较高的水解催化活性和葡萄糖选择性，分别达到47%和85%。该纳米催化剂化学组成和物理结构稳定，重复利用四次后催化活性无明显下降。

目前，该研究小组正在探索利用超临界水快速可控地合成活性更高、结构更稳定的纳米颗粒，同时尝试用热水、离子液体和有机溶剂等溶剂化固体生物质，使其像液体石油一样更易于加工。

参考文献：

1. Zhen Fang, Fan Zhang et al., Production of glucose by hydrolysis of cellulose at 423 K in the presence of activated hydrotalcite nanoparticles, Bioresource Technology, 2011.

2. 方真, 张帆, 郭峰, 一种活性纳米催化剂的制备及其应用于纤维素水解（专利申请号201110106853.x），2011.

3. Zhen Fang (著), Complete dissolution and oxidation of organic wastes in water, VDM Verlag, Germany, ISBN: 9783639144246, paperback, 192 pages, April 2009.

4. Zhen Fang (著), Rapid production of micro- and nano-particles using supercritical water, Springer-Verlag, Berlin, ISBN: 978-3-642-12986-5, hardcover, 130 pages, August 2010.