生物资制备高品质燃料

运用秸秆类生物资制备燃料乙醇不断是秸秆天如下国勤勉的偏差。运用玉米、类生蔗渣以及木薯等富含淀粉的物资资料制备乙醇曾经实现大规模工业化，在良多国家患上到了奉背运用，资源可是化技真正意思上的纤维素乙醇，即以木质纤维素类生物资为质料制备乙醇依然面临着功能偏低以及老本偏高的术钻成果，需要进一步研发自制功能的研前沿及预解决方式并着落纤维素酶的老本。当初，发展天下上有24个在运行的趋势纤维素乙醇斲丧厂，主要扩散在美国以及欧盟，秸秆美国纤维素乙醇的类生最低可销售价格曾经着落到了0.57美元/升，预计到2022年斲丧量将会超过第一代生物乙醇达到600亿升/年。物资

患上益于国家的资源鼎力反对于，我国的化技沼气工业迅速发展，可是术钻沼气工业的经济效益依然较低，需要依附财政津贴。妨碍2015年，大型沼气配置装备部署的产量仅占沼气总产量的26.3%、小型配置装备部署的运行率偏低（60%）、秸秆类生物资制备沼气的收益依然很低，沼气发电率（2.53%）也远低于德国等技术成熟国家（98.5%）。

运用生物资作为产氢的质料也是实现生物资资源化的实用蹊径。在KOH溶液中，CdS/CdOx量子点光催化剂可能在可见光浸染下间接催化未经由预解决的生物资分解产氢（见图4），但当初产氢功能依然很低。Zhang等构建了将生物资经由甲酸转化为氢气的新策略。第一步转化接管含有大批二甲基亚砜（DMSO，体积分数为1%）的稀硫酸溶液（0.7wt%）以及NaVO3在低压氧气（3MPa）气氛将生物资转化为甲酸。第二步转化运用均相铱催化剂将甲酸分解为氢气。运用该策略转化小麦秸秆时，氢气的产率高达95%。

为了解决多步转化功能低以及老本高的成果，国内外也开始试验间接以纤维素以及生物资为质料妨碍一锅法转化制备烃类燃料。散漫运用Ir-ReOx/SiO2以及HZSM-5作为催化剂时，纤维素经由山梨醇转化为液态烷烃（见图5）。在水/正癸烷二相系统中，杂多酸H4SiW12O40散漫在水相中可能将纤维素转化为HMF等中间产物，而htTSA(2)Ru/C（H4SiW12O40水热解决的Ru/C）散漫在正癸烷中将中间产物加氢脱氧转化为液态烷烃。Xia等接管多功能催化剂Pt/NbOPO4在正己烷系统中间接将木质纤维素类生物资催化转化为液态烷烃以及烷基环己烷，接管Ru-RuO2/C作为催化剂在水相中可能将生物资经由一锅法转化为多元醇以及烷基环己烷的搅浑物。此外，Liu等接管Ni-N-C单原子以及钨酸作为催化剂，将纤维素加氢脱氧转化为乙二醇以及丙酮醇。

开辟可再生的秸秆类生物资资源对于解决固体废物的传染成果以及实现可不断发展具备紧张意思。可是，现有的生物资运用方式面临产物价格较低、运用畛域有限以及易造成二次传染的成果，极大地限度了生物资资源的短缺运用。本文在总结国内外秸秆类生物资运用现状的根基上，系统梳理了运用生物资斲丧高价格化学品、高品质液态燃料、氢气以及新型资料的最新钻研妨碍，提出要发展基于循环农业的秸秆综合运用模式、美满秸秆禁烧制度并加速研发秸秆资源化新技术。钻研服从可为我国生物资资源化技术的进一步发展以及大规模工业运用提供事实反对于。

煤油等化石燃料的少许斲丧引起了一系列的生态情景成果，资源充实、能源惊险以及情景传染曾经成为劫持人类发展的天下性难题。开辟以秸秆类生物资为代表的可再生资源制备高价格的液态燃料、详尽化学品以及新型资料，替换日后宽泛运用的石化产物，是实现可不断发展的实用蹊径。生物资兼具资源以及固体废物的双重属性，秸秆类生物资的焚烧也是造成我国大气传染成果的严主因素之一。因此，实现秸秆类生物资的资源化也是打点情景传染的应有之义。

为了实现生物资资源化，国内外学者针对于生物资的组成以及结构特色，开始建树了经由生物炼制取患上高价格产物的技术系统，相干产物曾经在良多紧张畛域展现出运用远景，呈现诞生物炼制替换煤油炼制的后劲。近些年来，随着国家投入的不断加大，我国的生物资资源化技术取患了一系列紧张妨碍。因此，梳理国内外生物资的运用现状、生物资资源化技术钻研前沿以及发展趋势，清晰往背面临的挑战，对于进一步加速生物资资源化的根基钻研以及工业运用、增长生态文化以及详尽中国建树具备紧张意思。

生物资制备新型资料

Zhu等将木料中的木质素去除了，向木料的微孔结构中引入环氧树脂，制患上透光率高达90%、强度比人造木料高4～6倍的透明复合股料，这种资料有后劲在一些畛域替换玻璃。Song等运用NaOH以及Na2SO3溶液去除了人造木料中的木质素以及半纤维素，而后经由热压实现纤维素纳米纤维的残缺致密化，从而取患上高功能结构资料，这种资料具备比大少数结构金属以及合金更高的比强度，有望作为低老本、高功能以及轻量级的金属替换品。可是，针对于这些资料的钻研仍处于根基阶段，还需要系统的钻研来降职功能、着落老本并削减运用蹊径。

运用生物资可能制备乳酸以及2,5-呋喃二甲酸（FDCA）等聚合物单体。运用生物资制备FDCA需要先制取HMF，再将HMF抉择性地氧化为FDCA。运用FDCA与乙二醇聚分解的新型聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）塑料，功能清晰优于当初少许运用的聚对于苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料。接管乳酸作为单体制备的聚乳酸（PLA）是一类可生物降解资料，曾经被证实有后劲取代塑料运用在一次性餐具、时装以及医疗卫生等畛域。可是，当初的乳酸依然因此淀粉类生物资为原资料制备的，依然存在着老本过高的成果，运用木质纤维素类生物资制备乳酸依然面临较大的挑战。

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