基于低共熔溶剂预处理的木质纤维素生物质精炼研究进展
2021-05-06冯晓萌秦小渝张艳玲王欣奇卢万里
中国造纸 2021年3期
冯晓萌 段 超 秦小渝 张艳玲 高 昆 王欣奇 卢万里
(陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西省造纸技术与特种纸开发重点实验室,轻化工程国家级实验教学示范中心,陕西西安,710021)
面对石化资源大量消耗以及环境问题日益严峻,开发绿色新型的生物质燃料与功能材料刻不容缓[1]。木质纤维素是地球上储量最为丰富的可再生资源以及有机碳主要来源,不仅可用于生产生物乙醇、生物柴油等清洁能源,还可以制备各种生物质基化学品与功能材料[2-3]。传统制浆造纸作为最早且最大规模利用木质纤维原料并致力于纸浆产品开发的大型工业,在利用木质生物质原料方面具有得天独厚的优势,但也面临能源消耗巨大、产品输出单一、经济和环境综合效益不高等瓶颈问题[4]。因此,基于木质生物质精炼理念实现木质纤维素高效预处理及全组分开发利用,进而转化为更多的化学制品、能量载体和功能材料,对于代替非可再生石化资源,促进传统行业转型升级,走可持续发展和绿色化学的道路具有重要意义。
木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木素组成,其中由纤维素组成的微细纤维构成了纤维细胞壁的骨架,木素和半纤维素等则是作为微细纤维间的“胶黏剂”和“填充剂”,通过它们分子链的相互缠绕及部分氢键和化学键相互结合,由此组成了结构复杂且紧密的纤维细胞壁结构。对生物乙醇燃料而言,其制备过程主要是通过一系列预处理作用将木质纤维素的组分进行分离,再通过酶解作用将纤维素和半纤维素水解为单糖,最后经发酵技术制备出生物乙醇[2]。……
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