“木质素优先”策略下生物质还原催化分离技术研究进展

木质纤维素生物质是地球上最丰富的可再生碳资源,有潜力替代石油来生产清洁燃料和化工产品。当前木质素组分的高效利用很困难,木质素高值化是实现生物质全组分利用的关键。为实现生物质全组分的高值化利用,本文研究了基于“木质素优先”策略的分离机制,综述了木质纤维素还原催化分离的研究进展,探索了木质素脱除率、单酚产率和选择性及碳水化合物保留率等的影响因素,分析了生物质原料、溶剂、酸碱添加剂、催化剂和反应器对“木质素优先”策略的影响规律,提出了新型催化剂和反应器的设计思路,展望了木质素还原催化分离的研究方向。分析表明:单酚产率按照硬木→草本作物→软木顺序依次递减,醇水两相体系有利于木质素和半纤维素的提取与溶解以及纤维素结构的保留,酸的加入不仅提高木质素脱除率和单体收率还能促进半纤维素的水解,半/全流动反应器有效避免后续催化剂和碳水化合物的分离。

木质素解聚和加氢脱氧的进展

木质素是一种芳环结构来源丰富且价格低廉的可再生资源.每年制浆造纸工业和酶解纤维素制备乙醇工艺产生大量废弃木质素,但利用率只有2%.因此从资源利用和环境保护角度都应重视木质素(尤其是废弃木质素)的研究与应用.近几十年来,木质素转化的研究进展相对缓慢,主要的木质素解聚技术包括催化裂化、水解、金属(含硫和非硫)促进还原和氧化等.解聚产物加氢脱氧的精制技术包括气相和液相的金属(含硫和非硫)催化加氢脱氧酚类混合物为烷烃和芳烃等.本文从催化剂、反应条件、反应机理及催化剂失活等方面综述了国内外木质素解聚和解聚产物进一步加氢脱氧的主要进展及存在的主要问题,并针对当前的技术路线和未来的重点研究方向等提出了建议和展望.