机械力催化木质素解聚的研究
——文献综述
摘要:生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。木质素资源属于生物质能的组成部分,木质素与纤维素、半纤维素共称为构成植物的三大素,在改善能源结构方面作用匪浅[1]。木质素在自然界中广泛存在,几十年来,木质素的技术应用受到其溶解性和结构复杂度的限制,降解或溶剂化过程通常需要苛刻的反应条件,若想充分利用木质素就需要借用机械力对其关键的分子键进行催化解聚,再进一步研究利用。
关键词:可再生能源;生物质能;木质素;催化解聚;机械力
0前言
传统化石能源的日渐枯竭,可再生能源在未来的开发利用显得尤为重要。在各种可再生能源中,由于核能、大型水电具有潜在的生态环境风险,风能和地热等区域性资源制约,大力发展遭到限制和质疑,而生物质能却以遍在性、丰富性、可再生性等特点得到人们认可。这几年,生物质能因其可再生、资源丰富等优点在能源结构中起到重要作用。
木质素是一类复杂的无定形有机聚合物,木质素与纤维素、半纤维素共称为构成植物的三大素。木质素主要构成植物的骨架, 起抗压作用。在木本植物中,木质素占25%,是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源[1]。作为典型的生物质资源, 木质素是一种芳环结构来源丰富且价格低廉的可再生资源。由于木质素结构中含有丰富的芳香基团及甲氧基、酚羟基、醇羟基、羰基、醛基等基团[3],且资源丰富,将其通过解聚工艺由生物质资源转化为其他能源资源日益受到人们的关注。
虽然木质素在自然界中广泛存在,几十年来,木质素的技术应用受到其溶解性和结构复杂度的限制,降解或溶剂化过程通常需要苛刻的反应条件,若想充分利用木质素就需要借用机械力对其关键的分子键进行催化解聚。机械球磨是一种新兴的机械预处理方式[2],机械力作用可以有效破坏生物质致密结构,包括打破木质素的复杂结构,进而提高生物质化学反应性能。本文中从木质素的结构出发,总结和评述了最近几年木质素在解聚研究方面所取得的最新研究进展,对其存在的问题和解决方法进行了综合分析,并对木质素未来的应用前景及所面临的机遇与挑战做了展望。
1木质素简介
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