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新材料:研究实现木质纤维素三素高效分离新技术

2024/6/1 18:27:00 来源: 评论(0)512

木质纤维素

  从中国科学院获悉,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰带领的团队,在木质纤维素三素分离和高值化利用方向取得重要突破。这项研究成果在助力非石化资源高值化利用的同时,有望弥补我国生物质原料利用不充分、生物质基材料进口依存度高等问题。相关成果日前发表在国际学术期刊《自然》杂志上。

  


  ??木质纤维素是自然界中储量最丰富的可再生原料,广泛来源于木材、竹材、秸秆等,主要由纤维素、半纤维素和木质素(以下简称“三素”)组成?!跋宋胤肿咏恢墒?,分散于半纤维素和木质素组分中,形成类似于‘钢筋混凝土’的结构,在植物生长中发挥支撑和?;さ淖饔?。但这种结构,也让这三个组分难以通过物理方式分离,化学方法通常只能利用其中的一种或两种组分(以纤维素组分为主),难以实现三组分的高值化利用?!蓖醴褰樯?,特别是占三素总量20%~30%的木质素,在反应过程中容易发生自身缩合,难以高效分离和高值利用。例如,日常生活中常用的纸,主要是对木质纤维素进行化学法处理,部分脱除木质素生产的。但在制备过程中,由于木质素组分易发生不可控的碳碳键缩合反应,难以完全与纸浆分离,并导致木质素的催化反应活性大幅降低,通常作为工业废料直接烧掉。

  ??王峰团队针对木质素分离中易发生低值化自缩合等难题,设计并开发了催化木质素芳基化的三素分离(CLAF)技术。王峰介绍:“我们利用木质素易缩合的倾向,通过引入具有高亲核活性的木质素衍生酚,大幅提高木质素发生芳基化反应的选择性?;贑LAF技术提取的芳基化木质素通过催化解聚,可制备环境友好的可再生双酚及寡聚酚;联产的纤维素组分和半纤维素糖可分别转化为高纯溶解浆和木糖/糠醛?!?/p>

  ??这一策略不仅解决了分离的难题,相关产物也都有很好的市场应用前景。例如,利用这种策略生产的可再生双酚,具有优良的市场应用前景,有望在涂料、胶黏剂、通用塑料和工程塑料领域提供可再生和环境友好的产品方案。


责任编辑:第一时间
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