我国科学家实现木质纤维素“三素”高效分离

时间： 2024-05-31 02:01     

新华社北京5月30日电（记者张泉、王莹）木质纤维素来源于木材、竹材、秸秆等，是重要的可再生化工原料，主要由纤维素、半纤维素和木质素“三素”组成。我国科学家近日提出木质纤维素“三素”催化精炼新策略，解决了木质纤维素绿色精炼过程中“三素”高效分离并高值化利用的难题。

记者从中国科学院获悉，该研究由中国科学院大连化学物理研究所王峰研究员团队完成，相关成果已在国际学术期刊《自然》发表。

木质纤维素“三素”催化精炼新策略示意图。（中国科学院大连化学物理研究所供图）

“木质纤维素用途广泛，高质量地实现‘三素’分离，是进行规模化利用的前提，也是业界长期攻关的技术难题。”王峰介绍。

从微观来看，木质纤维素中的纤维素分子交织成束，分散于半纤维素和木质素中，形成类似“钢筋混凝土”的结构，这种结构导致“三素”难以通过物理方式分离。而通过酸、碱、有机溶剂等化学处理方式，可实现“三素”的部分分离，但通常只能利用其中的一种或两种，难以实现“三素”的高值化利用。

此项研究中，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，实现了“三素”高效分离并高值化利用。

“CLAF技术以木质纤维素为原料，以高品质溶解浆、半纤维素糖、木质素双酚/聚合材料等为重要产出。”王峰介绍，其中，溶解浆中纤维素纯度高达95%以上，可提供纺织原料、药辅原料等；半纤维素糖可用于功能性糖、糠醛及其衍生物等重要平台化合物的生产。