發(fā)展生物能源已成為提高能源安全、減排溫室氣體、應(yīng)對氣候變化的重要措施。異丁醇是一種高品質(zhì)的汽油替代燃料，與當(dāng)前市場上最為常見燃料乙醇相比，異丁醇有更高的能量密度、不易吸水、可以通過現(xiàn)有的汽油銷售設(shè)施進行輸送等優(yōu)勢，并且對汽車發(fā)動機的損傷小，可直接用于汽油動力汽車。另外，異丁醇還是一種重要的大宗化工產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)潤滑油、增塑劑、表面涂料、粘合劑等。

目前世界上主要通過丙烯羰基合成法生產(chǎn)異丁醇。利用纖維素、藻類等生物質(zhì)資源通過發(fā)酵等轉(zhuǎn)化方法進行可再生的生物合成被視為重要的發(fā)展方向。然而目前生物合成異丁醇的產(chǎn)量低，產(chǎn)品缺乏經(jīng)濟競爭力，尚需要運用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)構(gòu)建優(yōu)良工程菌，解決產(chǎn)物抑制、生產(chǎn)成本高等問題。相比而言，生物乙醇是目前生物發(fā)酵行業(yè)產(chǎn)量最大的產(chǎn)品；甲醇則是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)品之一，并且國內(nèi)甲醇生產(chǎn)裝置的整體負荷不高，市場需求乏力。

中科院青島生物能源與過程研究所綠色化工技術(shù)中心開發(fā)出一種簡單的方法，可以直接將甲醇和生物乙醇轉(zhuǎn)化為異丁醇^[1]。他們通過調(diào)控催化劑的結(jié)構(gòu)，比如金屬Ir的價態(tài)和粒徑分布，可以準確地控制反應(yīng)路徑，使異丁醇的選擇性由不足30%提高到90%以上。

實驗結(jié)果表明，Ir 的性質(zhì)，尤其是粒度和氧化態(tài)，對所需活性尤為重要。對照實驗還表明，Ir 催化劑對中間體醇醛 C-C 形成步驟（而不是脫氫步驟）的影響對于確定產(chǎn)品選擇性至關(guān)重要。此外，Ir 催化劑可以耐受一些典型的生物雜質(zhì)，這使得生物乙醇發(fā)酵液在離心和脫色后能夠進行催化升級。所有這些結(jié)果表明，開發(fā)的 Ir 催化劑在生產(chǎn)生物燃料以及乙醇升級產(chǎn)生的有用化學(xué)品（如異丁醇）方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1] Selective upgrading of ethanol with methanol in water for the production of improved biofuel—isobutanol.  doi:10.1039/C5GC02963E