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生物質，這個聽起來像是科幻小說里的東西，實際上卻是地球上最古老、最普遍的能量源之一，它就藏在我們的日常生活中，等待著被發(fā)現和利用。
簡單說來，生物質就是一切源于植物、動物和微生物的有機物。這些有機物可以是森林里的落葉、農田里的作物殘余，甚至是你家廚房里的食物廢料。它們之所以被稱為“生物質”，是因為它們蘊含了生命體通過光合作用或食物鏈積累的化學能量。
作為國際公認的一種零碳可再生資源，對生物質進行綠色高值化開發(fā)是可持續(xù)發(fā)展的關鍵途徑之一。
在自然界中，以木質纖維素為代表的生物質，來源廣泛，儲量豐富，具有巨大的轉化利用潛力。木質纖維素主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，整體具有類似于鋼筋混凝土的結構，難以分離。其中，纖維素和半纖維素約占50%到70%，結構相對均一。木質素約占15%到30%，結構較為復雜。
如何高質量分離三素，并轉化為下游高值化產品，一直是木質纖維素利用的關鍵難題。來自中國科學院大連化學物理研究所等單位的科研人員在木質纖維素類生物質三素分離和高值利用方向取得重要突破：他們設計并開發(fā)出催化木質素芳基化的三素分離技術（CLAF），解決了在木質纖維素綠色精煉過程中三素難以高效分離、高值利用的問題。相關研究成果在線發(fā)表于《自然》雜志。
針對木質素容易發(fā)生自身碳碳鍵縮合的問題，研究團隊因勢利導，巧妙利用這一“缺陷”，創(chuàng)新性地通過引入類似于木質素結構的木質素衍生酚，催化其優(yōu)先與木質素發(fā)生芳基化反應，從而有效抑制木質素低值化自身縮合，實現纖維素、半纖維素和木質素的高效分離。
基于該芳基化產物中的活性芳基醚結構，研究團隊開發(fā)了一條全新的催化路線，首次實現將木質素直接解聚為雙酚，簡化了常規(guī)研究中先解聚木質素得到單酚，再將單酚偶聯為雙酚的步驟。此類木質素雙酚可用于合成塑料、樹脂等高分子材料，有望逐步替代石化基雙酚A等大宗雙酚單體。同時，檢測數據表明，其毒理安全性顯著提升。
研究團隊開發(fā)的這種催化木質素芳基化的三素分離CLAF技術，適用于多種木質纖維素原料，分離制備的纖維素、半纖維素、木質素，可以聯產高純度溶解漿、功能性糖、木質素雙酚、聚合材料等下游產品。
這一策略不僅解決了分離的難題，相關產物在紡織、醫(yī)藥、食品保健、綠色化工、可再生材料等領域也都具有廣闊應用前景。
記者：宋雅娟 肖春芳
制作：亢北望（實習）
責任編輯：魏敏
