秸秆类生物资资源化技术钻研前沿以及睁开趋向（三）

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自动的倾向。运用玉米、类生蔗渣以及木薯等富含淀粉的物资质料制备乙醇已经实现大规模工业化，在良多国家患上到了奉背运用，资源睁开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下场，需要进一步研发重价高效的研前沿及预处置措施并飞腾纤维素酶的老本。当初，秸秆天下上有24个在运行的类生纤维素乙醇破费厂，主要扩散在美国以及欧盟，物资美国纤维素乙醇的资源睁开最低可销售价钱已经飞腾到了0.57美元/升，估量到2022年破费量将会逾越第一代生物乙醇抵达600亿升/年。化技

患上益于国家的术钻鼎力反对于，我国的研前沿及沼气财富快捷睁开，可是秸秆沼气财富的经济效益依然较低，需要依赖财政津贴。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道路。在KOH溶液中，CdS/CdOx量子点光催化剂可能在可见光熏染下直接催化未经由预处置的生物资分解产氢（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）空气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%。

为了处置多步转化功能低以及老本高的下场，国内外也开始试验直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水热处置的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混合物。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。

开拓可再生的秸秆类生物资资源对于处置固体废物的传染下场以及实现可不断睁开具备紧张意思。可是，现有的生物资运用方式面临产物价钱较低、运用规模有限以及易组成二次传染的下场，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，零星梳理了运用生物资破费高价钱化学品、高品质液态燃料、氢气以及新型质料的最新钻研妨碍，提出要睁开基于循环农业的秸秆综合运用方式、美满秸秆禁烧制度并减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睁开以及大规模财富运用提供实际反对于。

煤油等化石燃料的大批破费激发了一系列的生态情景下场，资源短缺、能源惊险以及情景传染已经成为劫持人类睁开的天下性难题。开拓以秸秆类生物资为代表的可再生资源制备高价钱的液态燃料、详尽化学品以及新型质料，替换之后普遍运用的石化产物，是实现可不断睁开的实用道路。生物资兼具资源以及固体废物的双重属性，秸秆类生物资的熄灭也是组成我国大气传染下场的关键因素之一。因此，实现秸秆类生物资的资源化也是规画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妄想特色，开始建树了经由生物炼制取患上高价钱产物的技术系统，相关产物已经在良多紧张规模揭示出运用远景，展现降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睁开趋向，清晰以反面临的挑战，对于进一步减速生物资资源化的根基钻研以及财富运用、增长生态横蛮以及详尽中国建树具备紧张意思。

生物资制备新型质料

Zhu等将木料中的木质素去除了，向木料的微孔妄想中引入环氧树脂，制患上透光率高达90%、强度比做作木料高4～6倍的透明复合质料，这种质料有后劲在一些规模替换玻璃。Song等运用NaOH以及Na2SO3溶液去除了做作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，从而取患上高功能妄想质料，这种质料具备比大少数妄想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，针对于这些质料的钻研仍处于根基阶段，还需要零星的钻研来提升功能、飞腾老本并削减运用道路。

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，功能清晰优于当初大批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）是一类可生物降解质料，已经被证实有后劲取代塑料运用在一次性餐具、服饰以及医疗卫生等规模。可是，当初的乳酸依然因此淀粉类生物资为原质料制备的，依然存在着老本过高的下场，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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(责任编辑：综合)