创新材料,保护策略推动生物质高效利用

2024-03-11 生活常识 关注公众号
    近年来,生物质转化技术面临瓶颈,急需创新策略以实现木质生物质高效利用,减少碳排放并降低对石油产品的依赖。本文探讨了一种突破传统框架的化学保护策略,通过在生物质组分分离或转化过程中引入醛、酚或二醇等试剂,有效抑制副反应,助力木质素、纤维素和半纤维素的高选择性和低成本转化。
The Innovation Materials | 保护策略助力生物质高值化转化    【生物质组分高效分离】
    自二十世纪四十年代起,“木质素优先”策略采用催化加氢方式定向解聚木质素与纤维素,然而催化剂回收及单酚提纯等方面仍存在挑战。帅李团队于2016年提出的化学保护组分分离新思路,在预处理阶段添加甲醛,通过缩醛化反应阻止木质素降解和缩合,成功实现了木质素、纤维素和半纤维素的完全分离。
    【化学品定向制备】
    化学保护策略不仅应用于组分分离,更延伸至生物质向化学品的高值转化。例如,使用甲醛与木糖进行缩醛化反应可稳定木糖,避免其在热化学转化过程中的降解,从而高效生产出功能化半纤维素化学品。此外,该策略还被用于木质素到双酚的选择性转化,开辟了生物质化工行业盈利的新途径。
    【材料应用拓展】
    尤其值得一提的是,帅李团队于2023年8月在Nature发表的研究成果中,展示了基于缩醛化保护策略提取未缩合木质素,并将其直接用作木材胶黏剂,性能接近甚至超越传统热固性树脂,这一重大突破意味着每年约2000万吨的木材胶黏剂市场有了新的环保解决方案。
    总结与展望部分指出,尽管化学保护策略在生物质转化方面展现出巨大潜力,但仍然需要克服诸如试剂回收、全组分利用效率以及市场需求匹配度等问题。未来研究应紧密围绕市场需求,推动生物质精炼技术的发展,进一步提升木质生物质资源的价值与经济性。

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