天津大學(xué)研發(fā)工藝將造紙“黑液”變廢為寶

    天津大學(xué)11日透露，該?；W(xué)院教授李永丹帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種工藝，突破性地將堿木質(zhì)素完全轉(zhuǎn)化成為高附加值的有機(jī)小分子化合物，能夠做到將“用之困難、棄之污染”的木質(zhì)素變廢為寶。

　　中國(guó)造紙工業(yè)年度報(bào)告稱，中國(guó)制漿造紙工業(yè)每年要從植物中分離出約3000萬(wàn)噸纖維素，同時(shí)得到1000萬(wàn)噸左右的木質(zhì)素副產(chǎn)品。但是，超過(guò)95%的木質(zhì)素卻以“黑液”形式直接排入江河或濃縮后燒掉：排入江河污染水源和土壤，濃縮后燃燒熱值低，并產(chǎn)生硫氧化物污染空氣。

　　如今，李永丹團(tuán)隊(duì)研制出將木質(zhì)素變廢為寶的工藝“一步法高效催化轉(zhuǎn)化工藝”，相關(guān)成果已發(fā)表在世界頂級(jí)綜合類化學(xué)刊物《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angew.Chem.Int.Ed)上，同時(shí)申請(qǐng)國(guó)際發(fā)明專利1項(xiàng)，國(guó)內(nèi)專利4項(xiàng)。

　　木質(zhì)素是一種由苯丙烷結(jié)構(gòu)聚合成的三維大分子復(fù)合材料，通過(guò)醚鍵和碳碳鍵連接而成的長(zhǎng)鏈芳香族化合物。它是唯一可以提供芳香環(huán)單體的可再生原料。這些芳香烴單體可用于制造從塑料汽水瓶、凱夫拉爾纖維到農(nóng)藥和藥物等許多產(chǎn)品，現(xiàn)在，芳香烴幾乎完全來(lái)自石油。

　　而只有木質(zhì)素的這些長(zhǎng)鏈分解為個(gè)體單位時(shí)，芳香烴等才能成為可持續(xù)供應(yīng)的有用化學(xué)制品的基礎(chǔ)成分?？墒?，木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，很難以低成本方式分解為有價(jià)值的亞單位。現(xiàn)有的木質(zhì)素催化煉制過(guò)程能耗高、效率低，且產(chǎn)生焦油等廢料。

　　李永丹團(tuán)隊(duì)則利用“一步法高效催化轉(zhuǎn)化工藝”變廢為寶，把木質(zhì)素穩(wěn)定的長(zhǎng)鏈“打斷”，分解成高附加值的有機(jī)小分子化合物。并在國(guó)際上首次采用納米結(jié)構(gòu)的α碳化鉬基催化劑，該催化劑價(jià)格便宜，卻在解聚木質(zhì)素過(guò)程中，除了產(chǎn)生芳香烴，還產(chǎn)生長(zhǎng)鏈醇類、脂類這些本身制備困難、價(jià)格頗高的小分子化合物，可謂“一舉多得”。

　　李永丹將木質(zhì)素視作未來(lái)利用可再生生物質(zhì)而非石油來(lái)作為原料，生產(chǎn)燃料或化學(xué)制品同時(shí)減少環(huán)境影響的“生物煉制”的關(guān)鍵?！叭裟軓哪举|(zhì)素處創(chuàng)造出價(jià)值，就能夠減輕非可再生能源和環(huán)境的壓力。”他說(shuō)。