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低共熔溶剂解离木纤维时木质素缩合对纤维素酶解的影响

2021-11-29余燕燕李以琳楼雨寒刘永壮于海鹏

林业工程学报 2021年6期

余燕燕,李以琳,楼雨寒,刘永壮,于海鹏

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

木质资源是地球上储量极为丰富的可再生能源原料,尤其是林木剩余物,每年产量达3亿t[1],其利用率通常不高且直接焚烧会污染环境。木质资源主要由45%纤维素、30%半纤维素和25%木质素组成,将其转化为能源产品和平台化学品等[2-4]以供分级利用,可极大提高木质资源组分的利用率和附加值。其中,由木质纤维素生产生物乙醇是木质资源进行高附加值利用的途径之一,但实现木质组分分级利用要解决的关键问题是打破木质组分间的抗解聚屏障,并抑制分离木质素在纤维素表面的缩合吸附。

木质资源的这种天然抗解聚屏障,阻碍了对性质各异的木质组分进行分级利用,严重降低了木质资源的利用效率。针对抗解聚屏障问题,国内外研究者相继提出了各种解离策略,如酸法、碱法、有机溶剂法、离子液体法等[5-6],可有效地将纤维素、半纤维素和木质素分离出来。而影响木质组分高效利用的因素除了木质纤维固有的生物抗解聚屏障,还有分离过程中组分间的缩合吸附,如对纤维素进行酶解时,其表面未脱除干净的木质素会与纤维素酶形成非生产性吸附[7],明显降低纤维素的酶解效率。为进一步提升木质组分的分离转化效率,各学者同时也结合了微波辅助、添加催化剂、供氢加压等附加手段[8-9],使得分离组分的利用效率明显提高。……

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