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新工艺使造纸“黑液”变废为宝

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核心提示:天津大学化工学院教授李永丹带领团队设计了“木质素一步法高效催化转化工艺”,突破性地将碱木质素完全转化成为高附加值的有机小分子化合物,做到了低成本、高收率、产业化前景好。该工艺在实验室已经全面实现,进入到了中试和成果转化阶段,能够做到将“用之困难,弃之污染”的木质素变废为宝。
天津大学化工学院教授李永丹带领团队设计了“木质素一步法高效催化转化工艺“,突破性地将碱木质素完全转化成为高附加值的有机小分子化合物,做到了低成本、高收率、产业化前景好。该工艺在实验室已经全面实现,进入到了中试和成果转化阶段,能够做到将“用之困难,弃之污染”的木质素变废为宝。相关成果发表在世界顶级综合类化学刊物《德国应用化学》上,同时申请国际发明专利1项,国内专利4项。
中国造纸工业年度报告称,我国制浆造纸工业每年要从植物中分离出约3000万吨纤维素,同时得到1000万吨左右的木质素副产品。但是,超过95%的木质素却以“黑液”形式直接排入江河或浓缩后烧掉:排入江河污染水源和土壤,浓缩后燃烧热值低,并产生硫氧化物污染空气。
木质素是一种由苯丙烷结构聚合成的三维大分子复合材料,由于木质素的分子结构很稳定,极难分解为有价值的亚单位,尤其是要以一种节约成本的方式。现有的木质素催化炼制过程多是把木质素气化,通过费托、甲醇等合成工艺合成液体产物,能耗高、效率低,且产生焦油等废料,李永丹团队则利用“一步法高效催化转化工艺”变废为宝,把木质素稳定的长链“打断”,分解成高附加值的有机小分子化合物。
李永丹团队在国际上首次采用纳米结构的一种价格便宜的催化剂,在解聚木质素过程中,除了产生芳香烃,还产生长链醇类、脂类这些本身制备困难、价格颇高的小分子化合物,可谓“一举多得”,且方法简便又经济。
此外,利用“一步法高效催化转化”木质素,液体产物总收率高达1.64g/g木质素。这为创新成果转化为现实生产力提供了可能。比如采用山东某纸业公司的副产木质素,1200元/吨的木质素经过催化转化,液体产物收率达到1530mg/g木质素,总产值高达51400元/吨木质素。
李永丹将木质素视作未来利用可再生生物质而非石油来做为原料,生产燃料或化学制品同时减少环境影响的“生物炼制”的关键。“若能从木质素处创造出价值,就能够减轻非可再生能源和环境的压力。”李永丹说。
 

 

[发布日期:2015/9/7]
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