版納植物園在生物質溶解、水解和制氫研究方面取得進展

2020-11-30 中國科學院

    最近，版納植物園生物質能源研究組方真研究組發現，當木粉和水加入微量的鹼性鹽後快速加熱至高溫高壓時，木粉在1.5秒內能完全溶解於高壓熱水中。若立即冷卻該均相水溶液，通過沉澱而得到微米木顆粒。如果該溶液繼續加熱至更高溫，木粉能完全均相水解為糖類來生產酒精。這樣溶劑化的「生物質水溶液」像液態石油一樣更易於進一步連續加工，為生物質的冶煉開發出一可能的研究領域。

    生物質是再生資源，主要是以木質纖維素形式存在(如樹木和草類等)，它的年產量是現世界能耗的十倍，有足夠的資源量。典型的木質纖維素生物質由木質素(20%)，纖維素(50%)和半纖維素(25%)三種成分組成，它們均能被水解。果實類的生物質如糧食和食用油消耗量只佔總生物質生長量的0.4%，由於量少和產量低，除少數西方大國如美國和加拿大可用它們來做生物燃料外，對世界和我們這樣的人口大國而言，生物燃料只有從木質纖維素生物質轉化才具可行性。

    該研究組已設計出一套流動反應裝置，用來完全溶解木粉而連續生產微米木顆粒、糖類等，並利用這套流動反應裝置，成功地生產出氫氣。

    此項研究結果，已發表在美國化工學會會刊(American Institute of Chemical Engineers Journal)和國際氫能學會會刊(International Journal of Hydrogen Energy)：Zhen Fang*, C. Fang, Complete Dissolution and Hydrolysis of Wood in Hot Water, AIChE Journal, 54(10), 2751-2758 (2008)；Zhen Fang* et al., Catalytic Hydrothermal Gasification of Cellulose and Glucose, International Journal of Hydrogen Energy, 33(3), 981- 990 (2008 )。方真研究員均為第一和通訊作者。

    又訊：版納植物園榕樹協同進化研究取得新進展

    榕樹是榕屬(Ficus)植物的總稱，全世界已知近800種，中國記載100多種，它是陸地上種類最豐富、生態型最多樣、唯一具隱頭花序的木本植物群；部分種類是園林園藝、綠化和觀賞主要樹種；榕樹是熱帶雨林中的關鍵類群；西雙版納是中國榕樹和榕小蜂分布的核心地區。由於目前已知98%的榕樹種類中，一種榕樹只讓一種榕小蜂傳粉，而一種榕小蜂一生也僅給一種榕樹傳粉，它們有著嚴格的一對一的關係，所以榕樹與傳粉榕小蜂是研究生物間互惠共生和協同進化的最佳模式材料。

    版納植物園協同進化研究組，經過2年來的大量調查、實驗和研究，發現在榕亞屬Urostigma，環紋榕組Conocycea內由Eupristina屬榕小蜂傳粉的隱頭果內，有兩個不同屬的非傳粉小蜂像傳粉小蜂一樣進榕果內繁殖，並有效地為榕樹傳粉，其中一個種傳粉效率超過傳粉小蜂，呈現出寄生者向互惠者(傳粉榕小蜂)演化的進化方向。榕樹上非傳粉小蜂向傳粉演變的例子全世界也極為罕見報導，以前僅發現過二例，而兩種非傳粉小蜂在一種榕樹上同時具有傳粉效率，目前國內外均還未見有前人研究報導，該研究與發現引起國際上榕樹與榕小蜂研究同行的高度重視。

    此項目研究為榕－蜂互惠共生體系的研究開闢了新的空間，提出探索傳粉榕小蜂是如何演化的新課題，相關研究結果發表在《Evolutionary Ecology Research》、《Annals of the Entomological Society of America》、《植物生態學報》、《生態學報》等國內外期刊上。

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