赵金政，周国辉，刘晓敏

（青岛大学化学化工学院，山东青岛266000）

引 言

在能源需求日益增加、传统燃料燃烧造成严重环境问题的大背景下，寻求可再生清洁能源，满足人类可持续发展的需求至关重要[1-2]。在可再生能源中，生物质的全球产量约为1.1×1011吨/年[3]，是最丰富的可再生能源之一，也是唯一可获取的非化石碳源。近年来在生物质能源开发方面已经涌现出大量的研究成果，推进了高附加值化学品的生产，有望逐步取代当前严重依赖石油产业的模式。图1是生物质转化为化学产品的主要途径，其中生物乙醇和生物柴油作为燃料添加剂已在世界许多国家和地区得到了广泛应用[5]。

图1 生物质的转化过程[4]Fig.1 The process of biomass conversion[4]

生物质能源中的木质纤维素被认为是最有前途的燃料和化学品生产原料之一，其主要成分是纤维素、木质素和半纤维素。由于木质纤维素结构紧密，化学成分复杂，所以将木质纤维素解聚为小分子中间体的预处理过程是生产生物燃料和碳基化学品的重要步骤[6]。常用的生物质预处理方法按照处理方式主要分为物理、化学和生物法，近年来，研究人员以“绿色化学”为导向开发了生物质预处理的新途径，主要包括蒸汽爆破法、超声波处理法、微生物分解法等。每种方法破环木质纤维素复杂结构的机理各不相同，如表1 所示。虽然这些绿色方法对环境友好，但存在效率低以及缺乏适合工业规模加工的商业设备等问题。使用溶剂溶解木质纤维素是常用的生物质预处理手段之一，例如水热法、稀酸处理法、碱处理法、亚硫酸盐制浆工艺法、有机溶剂分离法等[14-15]。……