科学研究

科研进展

我实验室武书彬教授课题组Ind. Crop. Prod. 木质素增值综述:催化氢解领域的挑战与展望

发布时间:2021-09-14 访问次数:15

  随着化石能源的消耗和环境污染问题的加剧,人们一直致力于寻找清洁的可再生能源,其中生物质资源由于其绿色清洁、可再生等优点而受到研究者的广泛关注,木质素作为生物质资源的重要组分,也是自然界中唯一可直接提供芳香环的可再生能源,在化工、材料、医药、食品等多个领域都有重要用途,以木质素为原料制取高品位液体燃料和高附加值化学品,已成为国内外研究的热门领域,尤其是在“木质素优先”策略背景下。

  木质素是一种可再生的天然芳香聚合物,利用木质素作为原料制备高附加值化学品和燃料被认为是一种很有前途的木质素增值策略,而氢解是木质素解聚较为常见和有效的方法之一。因此,华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室武书彬教授课题组分别从溶剂体系(包括水、醇类溶剂以及其他复合溶剂体系)和催化体系(酸催化剂、碱催化剂、负载型金属催化剂以及离子液体等)两个方面综述了木质素催化氢解的现状和优缺点,并对其进行了总结和分析。

  研究发现,溶剂对木质素的氢解过程和产物分布有很大影响,活性中间体的再聚合是产生焦炭的主要原因。提出在催化剂设计过程中应充分考虑不同木质素结构的影响,氢解过程的机理研究应侧重于真实木质素而不是模型化合物。

  木质素催化氢解制取高价值化学品和燃料被认为是一种很有前途的策略。不同的溶剂体系和不同的催化剂体系对木质素的氢解有一定的影响。值得注意的是,不同原料、不同提取方法的木质素结构不同,也会导致氢解过程的不同。提出今后的研究应更多地关注抑制木质素解聚中间体的再聚合,并根据不同原料的结构和木质素提取方法的不同,合理设计催化剂和匹配溶剂,而不是侧重于催化剂的普适性。

  作者信息:

  本文第一作者为华南理工大学硕士生叶科

  华南理工大学刘颖副教授,武书彬教授为本文的共同通讯作者

  单位:华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室

  原文链接:

  https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114008