开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
1 研究背景与意义
19世纪初,化石资源成为绝大多数有机化学品和聚合物的原料,提高了人们的生活质量,但它所带来的矛盾也日益凸显。作为一种不可再生能源,化石能源的过度开采和使用会导致臭氧层破坏、全球变暖、生态失衡、有毒有害物质大量排放以及大气污染等一系列环境问题[1]。环境和生态的巨大压力迫使人们开发可再生资源。生物质储量丰富、可再生、污染少、价格低,是最有希望代替化石资源的可再生资源之一。木质素是储量第二丰富的生物质资源,全世界植物体每年可产木质素1500亿吨左右[2],同时木质素也是自然界中唯一可直接制备芳香族精细化学品的原料[3]。通过热化学、生物化学等方法将木质素转化为高附加值化学品,既可以有效利用生物质资源,实现能源结构的转型,又能够降低木质素作为工业废弃物所造成的环境污染,具有广阔的应用前景。
基于此背景,本课题以天然矿物为载体,合成镍基催化剂,并将其应用于酶解木质素为原料的水热转化过程中,通过将酶解木质素转化为高附加值单体及生物油来实现其资源化利用。
2 课题研究现状
2.1 木质素简介
2.1.1 木质素的定义与来源
木质素又称作木素,1838年由法国农学家P. Payen发现,1857年被F. Schulze命名为“lignin”[2]。木质素形成于植物木质化过程中,存在于植物细胞壁纤维素骨架和半纤维素中,起增强植物茎干、加固植物组织、提高细胞壁刚性和抵抗病原微生物侵害的作用[4]。
目前,它的来源主要有两大途径,一是来自农业废弃物,二是来自造纸、纺织等以植物纤维为原料的工业。木质素产量巨大,但利用率不足2%,其中大部分作为低价值燃料燃烧产生热能,或是作为污染物被排放到自然环境中[5]。近年来,随着人们能源危机感和环境保护意识的不断增强,针对木质素转化利用的研究也越来越收到重视。
2.1.2 木质素的结构
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