美国农业部朱俊勇团队开发出常压低温预处理木质纤维素的新技术

地球每年经由光合感化生产约1000亿吨木质纤维素，这些木质纤维素想要获得高价格的应用，如生产液体燃料，制备化学品和纳米材料，需要进行预处理打开其构造。传统的水热法、酸法，碱法和有机溶剂需要在高温高压下进行，回响前提苛刻且回响后木质素的构造转变大，晦气于后续的高价格应用。蒸汽、SO2和NH3爆破则需要特别的设备，且气体的收受麻烦。固然今朝一些新的预处理方式被斥地出来，如离子液体，深共溶溶剂，甲醛/二氧六烷溶液萃取，多元醇等预处理方式，然则这些方式也存在着试剂成本高，处理时间长，有机溶剂易挥发，试剂收受难题等问题。美国农业部朱俊勇团队研发出了行使马来酸在常压和低温下（≤100°C）预处理木质纤维素的新方式。相关内容揭橥在《GreenChemistry》上，并作为背封面登载。他们行使50wt%摆布的马来酸在100°C摆布消融出木质纤维素中大部门木质素和半纤维素。星散出的预处理液经由稀释就能够获得木质素，消融在预处理液中的五碳糖经由马来酸催化精馏能够直接制备糠醛，剩下的马来酸溶液则能够持续轮回行使。

（自媒体久久自媒体）

（原创文章www.jj00.com）

图1.可收受马来酸预处理木质纤维素的流程图（A）和机理图（B）。第一作者蔡诚博士说：我们行使二位核磁证实了预处理中马来酸能够与木质素的γ-OH发生酯化回响，这有利于增加预处理后底物中的木质素与纤维素酶之间的静电排斥力，削减纤维素酶的无效吸附，增加底物的酶水解效率。并且有利于增加底物底物制备纳米纤维素之间的静电排斥感化，提高纳米纤维素的不乱性和均一性。马来酸的弱酸性也利于包管木质素的构造不受到严重的损坏。

图2.磨木木质素和马来酸溶出的木质素的二维1H-13C核磁图。

图3.马来酸预处理底物的酶解消化率随时间的转变（A）及制备纳米木质纤维素（B）。朱俊勇传授说：这种预处理方式不光适用性广，并且不涉及到有毒有害试剂，无挥发性溶剂，把持前提平安，试剂（马来酸）自己无毒且收受轻易。预处理获得的底物能够在较低纤维素酶用量下（10FPU/gglucan）轻松达到80%以上的葡萄糖得率，并易于制备不乱的纳米木质纤维素，获得的木质素具有较高的β-O-4键含量，易于降解制备..化合物。后续工作将致力于相关手艺的斥地和工业化应用。

参考文献：

Maleicacidasadicarboxylicacidhydrotropeforsustainablefractionationofwoodatatmosphericpressureand≤100°C:modeandutilityofligninesterification.CCai,KHirth,RGleisner,HLou,XQiu,JYZhu,GreenChemistry,2020,22,1605-1617.

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