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助水溶剂应用在生物质精炼领域的研究进展

2021-07-03尹崇鑫程金兰卞辉洋吴伟兵戴红旗

林产化学与工业 2021年3期

尹崇鑫, 王 敏, 程金兰*, 卞辉洋, 吴伟兵, 戴红旗

(1.江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室(南京林业大学),江苏 南京 210037;2.南京林业大学 江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210037)

当前资源短缺和能源危机问题日益突出,使木质纤维原料制备生物基材料、化学品以及能源的研究备受重视。生物质精炼是将生物质资源转化为多元化、高附加值生物质产品的一种有效途径,是实现高值化利用原料和资源化利用三废的有效技术[1]。木质纤维原料精炼的前提是将其化学组分(主要成分为纤维素、半纤维素和木质素[2])进行分离,而木质纤维原料的生物结构和化学组成具有顽抗性,需要通过预处理将其化学组分进行分离。预处理可降低纤维素结晶度,改变及去除木质素,增加纤维素的可及表面积,达到提高纤维素酶解和转化效率的目的[3]。通过预处理还可得到部分半纤维素和木质素产品。目前已有的木质纤维预处理方式很多[4-8],但都存在一些局限性,比如对反应环境要求较高[9];纤维素和半纤维素组分的损失较大[10];易产生弱酸、糠醛、酚类等副产物[11];木质素易发生缩合反应,很难被进一步利用[12];化学品回收难度大,易对环境造成污染[13]等,寻求新的工艺方法是当前研究热点。将助水溶剂体系应用到生物质精炼领域中是一种新的探索与尝试,已取得的研究成果表明助水溶剂可以在低温、短时的条件下对木质纤维组分进行有效地分离,不需要高温高压的压力容器,可节约生产成本,提高生产效率,降低能源消耗,是一种环境友好的绿色工艺,助水溶剂体系应用到生物质精炼领域具有很大的发展潜力。……

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