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木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)是一種儲量豐富的有機(jī)可再生碳資源，主要包含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三大組分，是制備可持續(xù)燃料、化學(xué)品和材料的理想原料。由于這類生物質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且致密，通過分離技術(shù)打破復(fù)雜結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)選擇性轉(zhuǎn)化全組分的基礎(chǔ)，然而當(dāng)前大多數(shù)組分分離和轉(zhuǎn)化技術(shù)聚焦于纖維素和半纖維素的高值化利用，其分離轉(zhuǎn)化過程中木質(zhì)素往往發(fā)生不可控重聚，導(dǎo)致其高值化利用難以實現(xiàn)。

針對上述問題，中國科學(xué)院廣州能源研究所廖玉河研究員等人聯(lián)合東南大學(xué)開發(fā)了低負(fù)載量的釕基催化劑用于催化分離生物質(zhì)，實現(xiàn)了在氫氣和氮氣條件下選擇性轉(zhuǎn)化生物質(zhì)中木質(zhì)素分別得到高收率的4-丙基取代單酚和4-丙烯基取代單酚，同時保留了纖維素（>90%）和半纖維素（>75%）。這些纖維素和半纖維素可以被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，有望實現(xiàn)全組分高值化利用。該技術(shù)適用于樺木、楊木、松木和玉米秸稈等多種生物質(zhì)原料。同時，開展了轉(zhuǎn)化不同結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素模型化合物和氘代實驗研究，揭示了木質(zhì)素分離解聚路徑。該研究工作為木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)組分的選擇性分離和木質(zhì)素定向解聚的催化劑開發(fā)提供了新思路。

催化分離轉(zhuǎn)化木質(zhì)素研究

木質(zhì)素分離解聚路徑

近日，該研究成果以Reductive Catalytic Fractionation of Lignocellulose Toward Propyl- or Propenyl-Substituted Monomers and Mechanistic Understanding為題發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）期刊。該研究獲得國家重點研發(fā)計劃項目和國家自然科學(xué)基金項目的資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202502545