马赛，李凭力，朱涛，林龙

（1天津大学化工学院化学工程研究所，天津 300072; 2天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室，天津 300072）

生物质是一种可再生资源，同时也是唯一一种可再生碳源。发展生物质能源是节能减排、发展低碳经济的主要措施之一，是解决未来能源危机的重要途径[1-2]。我国生物质资源非常丰富，每年产生的植物秸秆就达8亿吨。植物秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素构成。纤维素是由葡萄糖联结而成的高分子聚合物，它主要应用于取代石油和粮食来生产乙醇等。半纤维素由不同的戊糖聚合而成，包括木聚糖、阿拉伯聚糖等，在酸性条件下，它可以水解得到以木糖为主的单糖，得到的单糖通过脱水环化进一步生成糠醛[3-4]。糠醛不仅在工业上有着很重要的用途，还可作为化工原料发生氢化、氧化、氯化、硝化和缩合等化学反应，产生1600多种衍生物，产品覆盖石油化工、合成树脂、食品、医药、精细化工以及合成纤维等诸多行业[5]。

戊糖降解生成糠醛的动力学研究通常使用木糖作为原料，阿拉伯糖的降解过程类似于木糖[6]。早期的动力学模型可追溯到20世纪40年代，Dunlop[7]使用纯木糖作原料，通过硫酸或盐酸催化得到糠醛。最近的木糖降解动力学研究主要用非均相催化剂[8]、高温液态水[9]、有机酸[10]和矿物酸[11-12]等。

工业上糠醛生产主要使用矿物酸作催化剂，然而，因使用矿物酸而带来的环境问题相当严重[2]。非均相催化剂和高温液态水催化可以避免污染问题，但是由于技术问题目前工业上并不可行。……