近日，東北林業大學材料科學與工程學院青年學者劉永壯在國際著名學術期刊Nature Communications上發表了題為“Tunable and functio

近日，東北林業大學材料科學與工程學院青年學者劉永壯在國際著名學術期刊Nature Communications上發表了題為“Tunable and functional deep eutectic solvents for lignocellulose valorization”的最新研究成果。該論文以東北林業大學生物質材料科學與技術教育部重點實驗室為第一完成單位，并聯合荷蘭格羅寧根大學、奧地利格拉茨大學的專家學者共同完成。

當前林木剩余物大量存在且附加值較低，對其進行高效精煉制備高附加值的能源、材料和化學品具有重要研究意義。我校于海鵬教授提出林木生物質精煉的研究主題，并在國家杰出青年科學基金的支持下開展相關研究，前期已探索出有效破解生物質“抗解聚屏障”的科學策略，實現對木質纖維的超快速煉制和組分高效解聚分離，突破了傳統只能“纖維素優先”或“木質素優先”的選擇桎梏，向全組分綜合高效利用邁進了一大步。

此次，該團隊的優秀青年學者劉永壯副教授，針對解聚轉化過程中易出現的木質素縮合、在纖維素表面吸附性聚集等影響產物利用效率和價值鏈的問題，提出構建功能可調型雙氫鍵供體低共熔溶劑的研究思路，通過氯化膽堿/草酸/乙二醇的科學配置以及計算分析它們與木質組分之間的構效關系，在不同的路徑實現了對木質素的高效解聚、縮合抑制和有效分離，并同時保證了可分離纖維素組分的高純度和后續轉化活性。分離后的木質素經過催化氫解或酸解后能夠選擇性得到酚類芳香單體，產率提高約5倍，是迄今為止催化解聚低共熔溶劑分離木質素的最高得率；經分離得到98%的纖維素組分，未發現任何木質素的重吸附和沉積，通過酶解轉化可實現96%~99%的高葡萄糖產率。文中所采用的新型低共熔溶劑具有成本低廉、綠色無毒的顯著優勢，且利用后具有較高的回收率和純度，再次利用依然展現良好的解離效果。綜上，該研究工作為林木生物質的可控精煉提供了一種新方法，更向實現林木生物質的理想化綜合精煉又邁進一步，在未來的生物精煉產業發展方面具有較大的應用空間。

該研究得到了國家自然科學基金等項目資助。

論文鏈接：https://www-nature-com-443.webvpn.nefu.edu.cn/articles/s41467-021-25117-1