【摘 要】
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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,
【机 构】
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大连洁净能源国家实验室(筹),中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连 116023
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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0.12 g/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.
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