來(lái)源：《大連日報》第03版 綜合
發(fā)布時(shí)間：2024-06-03
本報訊（大連新聞傳媒集團記者謝小芳）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（簡(jiǎn)稱(chēng)“三素”）組成。作為最具利用價(jià)值的可再生碳資源，木質(zhì)纖維素三素如果無(wú)法充分利用，將限制生物質(zhì)化工發(fā)展的經(jīng)濟性和環(huán)境友好性。近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所王峰研究員團隊在木質(zhì)纖維素三素分離和高值化利用方向取得重要突破。該團隊針對木質(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)。該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)成果于5月29日發(fā)表在《自然》雜志上。
“我們在研究中發(fā)現，木質(zhì)纖維素利用不充分的重要原因是，木質(zhì)素在反應過(guò)程中容易發(fā)生自身縮合，即不可控地形成分子間和分子內的碳碳鍵交聯(lián)。這是天然木質(zhì)素的本征化學(xué)特性，就像五六歲的小孩子，天生充滿(mǎn)好奇，愛(ài)調皮，這是本性。木質(zhì)素在反應過(guò)程中容易自縮合也是本性?！痹撜撐牡牡谝蛔髡呃顚幗榻B說(shuō)。
大連化物所研究團隊利用木質(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)生縮合反應的選擇性?；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。該策略源于對木質(zhì)素自縮合反應本質(zhì)的新認識，采用催化反應手段，解決了在木質(zhì)纖維素綠色精煉過(guò)程中三組分高效分離并高值化利用的難題。
大連化物所發(fā)展的CLAF技術(shù)以木質(zhì)纖維素為原料，以高品質(zhì)溶解漿、半纖維素糖、木質(zhì)素雙酚/聚合材料等作為重要出口。溶解漿中纖維素純度高達95%以上，可替代棉花，提供紡織原料、藥輔原料等；半纖維素糖可用于功能性糖、糠醛及其衍生物等重要平臺化合物的生產(chǎn)，將有效拓寬半纖維素原料來(lái)源；木質(zhì)素雙酚及寡聚酚，雖暫無(wú)規?；瘧?，但現階段的研究結果已經(jīng)展現出其替代石化基BPA的巨大潛力。作為熱固性聚合物和熱塑性聚合物的重要前體，木質(zhì)素基雙酚有望在涂料、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。
這項工作瞄準新質(zhì)生產(chǎn)力和低碳社會(huì )的發(fā)展趨勢，通過(guò)三素分離新方法得到的原料可以降低相關(guān)產(chǎn)業(yè)對化石資源的依賴(lài)。結合我國可再生資源的整體分布趨勢，亟須發(fā)展基于本地資源的生物質(zhì)轉化技術(shù)，CLAF三素分離技術(shù)可充分利用不同地區的生物質(zhì)原料，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)本土化發(fā)展。
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