來(lái)源：《光明日報》第08版 教科新聞
發(fā)布時(shí)間：2024-05-31
本報北京5月30日電?記者齊芳從中國科學(xué)院獲悉，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員王峰帶領(lǐng)的團隊，在木質(zhì)纖維素三素分離和高值化利用方向取得重要突破。這項研究成果在助力非石化資源高值化利用的同時(shí)，有望彌補我國生物質(zhì)原料利用不充分、生物質(zhì)基材料進(jìn)口依存度高等問(wèn)題。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。
木質(zhì)纖維素是自然界中儲量最豐富的可再生原料，廣泛來(lái)源于木材、竹材、秸稈等，主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“三素”）組成?！袄w維素分子交織成束，分散于半纖維素和木質(zhì)素組分中，形成類(lèi)似于‘鋼筋混凝土’的結構，在植物生長(cháng)中發(fā)揮支撐和保護的作用。但這種結構，也讓這三個(gè)組分難以通過(guò)物理方式分離，化學(xué)方法通常只能利用其中的一種或兩種組分（以纖維素組分為主），難以實(shí)現三組分的高值化利用?！蓖醴褰榻B，特別是占三素總量20%~30%的木質(zhì)素，在反應過(guò)程中容易發(fā)生自身縮合，難以高效分離和高值利用。例如，日常生活中常用的紙，主要是對木質(zhì)纖維素進(jìn)行化學(xué)法處理，部分脫除木質(zhì)素生產(chǎn)的。但在制備過(guò)程中，由于木質(zhì)素組分易發(fā)生不可控的碳碳鍵縮合反應，難以完全與紙漿分離，并導致木質(zhì)素的催化反應活性大幅降低，通常作為工業(yè)廢料直接燒掉。
王峰團隊針對木質(zhì)素分離中易發(fā)生低值化自縮合等難題，設計并開(kāi)發(fā)了催化木質(zhì)素芳基化的三素分離（CLAF）技術(shù)。王峰介紹：“我們利用木質(zhì)素易縮合的傾向，通過(guò)引入具有高親核活性的木質(zhì)素衍生酚，大幅提高木質(zhì)素發(fā)生芳基化反應的選擇性?；贑LAF技術(shù)提取的芳基化木質(zhì)素通過(guò)催化解聚，可制備環(huán)境友好的可再生雙酚及寡聚酚；聯(lián)產(chǎn)的纖維素組分和半纖維素糖可分別轉化為高純溶解漿和木糖/糠醛?！?/p>
這一策略不僅解決了分離的難題，相關(guān)產(chǎn)物也都有很好的市場(chǎng)應用前景。例如，利用這種策略生產(chǎn)的可再生雙酚，具有優(yōu)良的市場(chǎng)應用前景，有望在涂料、膠黏劑、通用塑料和工程塑料領(lǐng)域提供可再生和環(huán)境友好的產(chǎn)品方案。
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