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摘要
植物光合作用产生的生物质年产量高达1700亿吨,主要以木质纤维素的形态存在,其主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素。木质纤维素结构复杂,对常规处理方法具有天然抗性。将离子液体结构和性能可设计的特点,应用于生物质溶解加工与转化,已成为最热门的研究领域之一。率先开展以离子液体为介质水解纤维素的研究,实现温和条件下纤维素和生物质快速高效水解,总还原糖产率达到80%,效率超过常规稀酸催化和酶催化水解体系,揭示了纤维素水解反应的动力学规律。在离子液体中实现生物质"水解-脱水"反应偶合,"一锅法"制备5-羟甲基糠醛(HMF)和糠醛,纤维素转化,HMF分离收率达到68%;木质纤维素如玉米秸秆等原料转化,HMF和糠醛收率分别达到52%和31%。发现微波辐射对离子液体介导的生物质转化有显著促进作用。利用离子液体与传统溶剂组成的混合电解质体系,实现了生物质溶解及主要组分分离与活化,减少了离子液体用量。采用产油酵母转化离子液体处理过的生物质材料,实现了半纤维素和纤维素糖的同步利用,油脂得率达到0.12g/g玉米秸秆。总之,将离子液体引入生物质转化研究,已取得了一系列新成果、极大地促进了生物质化学催化转化、组分分离和生物化学转化,对高效利用生物质资源生产燃料、生物基材料和化学品具有重要意义。
- 出版日期2013
- 单位中国科学院大连化学物理研究所
