“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。

碱水体系下CeO_2和La_2O_3催化解聚木质素的研究

将两种稀土元素的氧化物CeO2和La2O3分别添加到碱水溶液中,并对该体系下的木质素解聚能力进行了研究.实验结果表明:两种催化剂都可以很好地将木质素解聚成多聚体、二聚体和单酚类产物,同时单酚类产物也可以继续裂解生成分子量更小的物质.在反应温度为230250℃时,CeO2体系可以生成更多的单酚类产物,在反应温度为250260℃时,La2O3体系更有利于单酚类产物的生成.其中2-甲氧基苯酚和邻苯二酚是单酚类产物中最主要的两种产物.