近日，中国科学院广州能源研究所研究员廖玉河等研究人员联合东南大学在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下，在木质纤维素类生物质组分分离和解聚研究取得新进展。相关成果发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。

催化分离转化木质素研究。研究团队供图

木质纤维素类生物质是一种储量丰富的有机可再生碳资源，主要包含纤维素、半纤维素和木质素三大组分，是制备可持续燃料、化学品和材料的理想原料。由于这类生物质的结构复杂且致密，通过分离技术打破复杂结构是实现选择性转化全组分的基础，然而当前大多数组分分离和转化技术聚焦于纤维素和半纤维素的高值化利用，其分离转化过程中木质素往往发生不可控重聚，导致其高值化利用难以实现。

针对上述问题，研究人员开发设计了低负载量的钌基催化剂用于催化分离生物质，实现了在氢气和氮气条件下选择性转化生物质中木质素分别得到高收率的4-丙基取代单酚和4-丙烯基取代单酚，同时保留了纤维素（>90%）和半纤维素（>75%）。这些纤维素和半纤维素可以被进一步转化，有望实现全组分高值化利用。该技术适用于桦木、杨木、松木和玉米秸秆等多种生物质原料。同时，开展了转化不同结构的木质素模型化合物和氘代实验研究，并揭示了木质素分离解聚路径。

木质素分离解聚路径。研究团队供图

该研究工作为木质纤维素类生物质组分的选择性分离和木质素定向解聚的催化剂开发提供了新思路。