二：为什么用生物质制备甲酰胺？

甲酰胺是一种极其重要的平台化学品和有机溶剂。它是合成各种医药、农药、染料的重要中间体，也是生产高性能工程塑料（如聚氨酯）的原料。

工业上生产甲酰胺通常是通过一氧化碳和氨气在高压（几十个大气压）和高温（几十到上百度）以及甲醇钠等强碱催化剂下反应制得。这个过程能耗高、有安全风险（使用剧毒CO气体）、且条件苛刻。

而生物质来源于植物，是取之不尽的碳资源，具有可再生与可持续的优势；整个过程可以实现碳中性循环，绿色环保；生物质平台分子（如葡萄糖、纤维素、甚至甘油）通常含有丰富的羟基（-OH）、醛基（-CHO）等官能团，是制备含氧、含氮化学品（如甲酰胺）的理想前体。

三：光电催化如何将生物质升级为甲酰胺？

这个过程的核心是将生物质衍生物（如葡萄糖）在光阳极上氧化，同时将合适的氮源（如NO₃⁻, NO₂⁻, N₂ 或 NH₃）在阴极上还原并耦合，最终选择性生成甲酰胺。目前，该路径仍处于实验室前沿探索阶段。

四：总结

利用光电催化技术将生物质升级为甲酰胺是一项极具潜力的前沿科学方向。它旨在模仿自然光合作用，用太阳光驱动的“绿色”过程，替代传统高能耗、高污染的合成方法。虽然目前仍处于基础研究阶段，面临诸多科学和工程挑战，但它代表了未来化学工业向清洁、低碳、高效方向转型的重要探索路径之一。