木质纤维LCC化学键在不同处理过程中的断裂机理研究进展

朱宇童; 李海潮; 胡愈诚; 苗国华; 许凤

doi:10.13360/j.issn.2096-1359.202311008

林业工程学报 ›› 2025, Vol. 10 ›› Issue (01) : 1 -11. DOI: 10.13360/j.issn.2096-1359.202311008

木质纤维LCC化学键在不同处理过程中的断裂机理研究进展

朱宇童, 李海潮, 胡愈诚, 苗国华, 许凤

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摘要

以木质纤维生物质替代化石资源是解决当今环境问题的重要手段。木质纤维生物质细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素3种组分通过复杂的相互作用形成，其中，木质素与半纤维素之间复杂的化学键是导致木质纤维原料顽抗性的主要原因之一，同时也是木质纤维素化学中最有争议的话题之一。目前木质纤维生物质处理和主要组分分离及转化技术已经取得了一定的进步，但总体上难以在保留木质素和半纤维素结构完整的前提下完全断裂木质素-碳水化合物复合体(LCC)化学键连接，进而导致大规模生物质精炼生产燃料、生物基化学品和材料仍然较困难。LCC中常见化学键在中性、酸性、碱性等不同的溶剂体系中反应性能不同，因此，需要针对不同的化学键设计绿色高效的处理方法，从而实现其精准选择性断裂，进而阐明LCC化学键选择性断裂机理。笔者综述了当前国内外学者对LCC之间化学键的键合机制及其主要化学键(如LCC醚/酯键、木质素β-O-4键等)断裂机理，重点介绍了LCC在各种处理过程中的变化，并探讨了不同处理手段存在的优势与不足，为木质纤维原料全组分分离及高效利用奠定理论与技术基础。