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离子液体在木质素解聚领域的应用进展

2021-10-20马春慧孙晋德李伟罗沙刘守新

林业工程学报 2021年5期
关键词:催化剂

马春慧,孙晋德,李伟,罗沙,刘守新*

(1. 东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室,哈尔滨 150040; 2. 东北林业大学材料科学与工程学院,哈尔滨 150040)

社会需求不断增长伴随着越来越多的资源消耗。目前,全球约有80%的能源消耗来自化石能源。化石作为不可再生资源储量是有限的,并且伴随而来的环境问题,促使人们寻找更加绿色、清洁、可再生的资源[1-2]。研究者们把目光转向了生物质资源。储量最大的生物质资源是木质纤维素,主要包括纤维素、半纤维素和木质素,其中木质素作为自然界第二大芳香族化合物来源,可制备清洁能源和高附加值芳香族化学品[3]。木质素分子主要由3种苯丙烷基本结构单元构成:对羟基苯型(H)、愈创木基型(G)和紫丁香基型(S),通过碳-碳键和醚键聚合成三维网状的高分子聚合物。由于不规则的空间结构和复杂的连接使得木质素难以被降解利用。

木质素解聚的常用方法有生物降解法[4]、化学降解法[5-9]和物理降解法[10]等,但在解聚过程中还存在一些不足。酶因为受制于温度、pH等环境因素,限制生物解聚木质素应用于规模化生产。热解木质素制备生物油需要大量的能量辅助反应,成本过高;还原反应过程通常需要催化剂,但易产生焦炭致使催化剂失活;并且热解和还原解聚反应需要高温高压及较长反应时间等苛刻条件。木质素的水解常用酸碱催化剂,单一酸水解有副产物缩聚,复合酸催化剂使得催化剂合成的成本加大;……

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