以自然界中广泛存在的可再生生物质资源作为原料制取合成气（H2+CO）能有效缓解人类对化石能源的依赖，并减轻环境负担，是实现我国提出的“碳达峰，碳中和”战略目标的有效途径之一。然而，受限于生物质分子中C-C键的高键能，传统方法主要通过热解、液相重整或干重整等高温气化过程实现生物质资源向合成气的转化，反应过程温度高，能耗大。因此，利用自然光在常温常压条件下驱动生物质向合成气的转化具有非常诱人的研究前景。近年来，大连理工大学王敏研究员和中国科学院大连化学物理研究所王峰研究员团队基于光催化技术，针对生物质原料转化为合成气这一过程，发展了一系列光（电）催化生物质重整制合成气（或CO）体系。近日，课题组受邀在Accounts of Chemical Research上发表题为“Photocatalytic production of syngas from biomass”的综述文章，系统总结了研究团队自2020年以来在生物质光催化转化制合成气方向的系列工作，并对该领域未来的发展方向进行了展望。 在本综述中，作者首先总结了生物质原料通过光催化过程实现C-C键裂解几种不同途径。以甘油作为生物多元醇的模型底物，光生空穴可以作为电子受体，通过质子耦合电子转移（PCET）过程促进甘油分子中的羟基脱氢。首先，该过程作用于甘油的仲羟基时，可以形成烷氧基自由基，随后通过β-C-C键裂解形成羟基乙醛和甲醇，羟基乙醛能通过脱羰过程生成CO和甲醇。其次，当作用于甘油分子中的伯羟基时，可以促使伯羟基的O-H键和C-H键同时裂解，生成甘油醛，随后脱羰形成乙二醇和CO，乙二醇可以进一步通过这一过程继续分解为甲醇和CO。最后，当体系中存在强氧化性物种时，伯羟基会被深度氧化至羧基生成甘油酸，进而脱羧生成乙二醇和CO2，乙二醇进一步反应分解为甲醇和CO2。而在光催化体系中甲醇并不稳定，可以进一步被氧化为甲酸，并通过脱水反应生成CO和H2O。
