一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法技术

一种利用生物炭介导的光‑生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，涉及光催化与生物催化制甲醇技术领域。本发明专利技术要解决的技术问题是如何构建光‑生物杂化产甲醇体系，并实现光生电子的定向传递。本发明专利技术的技术要点：将生物炭与二氧化钛进行复合，形成生物炭‑二氧化钛复合材料（BC‑TiO2），并与甲烷氧化菌Methylosinus trichosporium OB3b共同构建产甲醇体系。通过生物炭的电子传递特性，光生电子从二氧化钛经生物炭的导电网络定向迁移到OB3b膜表面，驱动颗粒型甲烷单加氧酶（pMMO）催化甲烷氧化生成甲醇。生成的甲醇因空间隔离机制快速脱离至胞外环境，规避胞内甲醇脱氢酶（MDH）的再氧化路径，从而实现甲醇积累。本发明专利技术优选不同的BC‑TiO2添加浓度，从而实现甲烷高效转化与甲醇定向合成，为绿色甲醇的合成提供了新型技术路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于绿色生物能源转化领域，具体涉及一种基于生物炭介导的光-生物协同催化体系实现甲烷定向制甲醇的方法。

技术介绍

1、甲烷作为全球第二大温室气体，其单位质量的增暖效应在20年时间尺度上约为二氧化碳（co2）的84倍。尽管其大气浓度较低，但高效的长波辐射能力使其成为仅次于co2的温室效应贡献者。因此，控制甲烷排放被国际社会视为实现短期降温的关键策略之一[1]。与此同时，将甲烷转化为高附加值化学品或能源载体不仅能够有效减少温室气体排放，还能实现碳资源的增值利用，兼具环境效益与经济效益[2]。

2、甲醇作为一种重要的化工原料和清洁能源载体，在燃料、化工及氢能储存等领域具有广泛应用前景。传统的甲醇生产工艺依赖于化石能源重整，存在高能耗、高温高压反应条件严苛、催化剂易失活等问题[3]，难以同时满足高转化率、高选择性和经济可行性的要求。相比之下，甲烷生物催化转化制甲醇技术利用甲烷氧化菌的甲烷单加氧酶（mmo），可在常温常压下实现甲烷的高效氧化，具有绿色、低能耗的优势。然而，该技术的工业化应用仍面临关键挑战：甲烷氧化菌的胞内代谢途径中，甲醇脱氢酶（m本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述方法是基于生物炭介导的光-生物杂化体系来构建产甲醇反应体系的，所述方法为：

2.根据权利要求1所述的一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述方法具体为：

3.根据权利要求2所述的一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述方法具体为：

4.根据权利要求3所述的一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述方法具体为：

5.根据权利要求1所述的一种利用生物炭介...

【技术特征摘要】

1.一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述方法是基于生物炭介导的光-生物杂化体系来构建产甲醇反应体系的，所述方法为：

2.根据权利要求1所述的一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述方法具体为：

3.根据权利要求2所述的一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述方法具体为：

4.根据权利要求3所述的一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述方法具体为：

5.根据权利要求1所述的一种利用生物炭介导的光-生物杂化体系催化甲烷定向制甲醇的方法，其特征在于，所述甲烷氧化菌为methylosinus trichosporium ob3b，购买于英国食品与海洋细菌保藏中心（ncimb），保藏编号为...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广丽，何泽，刘冰峰，范胜强，刘莉君，冯思雨，孙佳正，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：