木质纤维素生物质制取燃料乙醇的化学预处理技术

介绍了木质纤维素生物质原料的组成及结构,并对制取燃料乙醇的各种化学预处理方法进行了综述和分析,对生物质化学预处理技术发展进行了展望.     

木质纤维素水解制取燃料乙醇研究进展

以木质纤维素生产燃料乙醇具有原料可再生性和环境友好的优点而备受重视.本文介绍了国内外木质纤维素制取燃料乙醇中的水解工艺过程,包括浓酸水解、稀酸水解和酶水解工艺,分析了各工艺的技术特点,同时指出稀酸预处理-酶水解工艺将成为近几年国内外研究和开发的重点.     

木质纤维素类生物质高温液态水预处理技术

木质纤维素燃料乙醇是可再生能源的重要组成部分,其中可发酵糖的制取技术是木质纤维素乙醇化的关键技术之一。原料经过预处理后再进行酶解被认为是最有前景的糖化方式。高温液态水预处理技术与其它方法相比显示了独特的优势,如不需添加化学试剂、降解产物少等。本文在总结了高温液态水性质的基础上,对它在生物质预处理过程中各组分(半纤维素和木质素)的水解过程及机理进行了较详细的综述和分析。最后对高温液态水预处理技术在木质纤维素糖化领域中的研究和应用前景进行了展望。     

利用木质纤维素生产燃料酒精研究进展

木质纤维素的生物化学转化生产燃料酒精是采用较广泛的一种途径,主要包括预处理、糖化、发酵等工艺,预处理是生物转化的关键步骤,影响整个纤维素酒精生产过程.综述了木质纤维素经过生物化学转化和热化学转化生产燃料酒精的研究进展,并对木质纤维紊酒精研究面临的问题及今后的研究方向进行了展望.指出在木质纤维素糖化和发酵工艺方面,需通过多学科的整合,提高糖转化率和酒精的得率,降低生产成本、加速木质纤维素燃料酒精的商业化应用.     

木质纤维素类生物质制备燃料乙醇的微生物研究进展

从木质纤维素制备燃料乙醇的基本工艺可以分为预处理、 水解、发酵和纯化4个部分。考虑到微生物方法在工业化生产中具有的低成本优势,本文就微生物在预处理中的应用,微生物在纤维素酶生产中的应用以及微生物在乙醇发酵中的应用这三方面的研究现状进行了综述,并进一步分析了在改进原料预处理、提高纤维素酶产量和活性、扩大糖原范围、优化水解发酵工艺等方面的研究进展。     

木质纤维素可再生生物质资源预处理技术的研究进展

阐述了由木质纤维素可再生生物质资源制备生物燃料乙醇对我国可持续发展的重要意义.针对木质纤维素可再生生物质资源利用的关键技术,综述了国内外对木质纤维素可再生生物质资源预处理的研究进展,并重点介绍了物理法、化学法、物理-化学法和生物法预处理木质纤维素可再生生物质资源的技术.最后对木质纤维素可再生生物质资源预处理技术和应用前景进行了展望.     

木质纤维素生产燃料乙醇的糖化发酵工艺研究进展

目前用于生产木质纤维素燃料乙醇的工艺主要有4种:分步糖化和发酵(SHF)、同时糖化和发酵(SSF)、同时糖化和共发酵(SSCF)以及联合生物加工(CBP).本文综述了以上4种工艺的优缺点及其研究现状,着重介绍了具有应用前景的SSCF和CBP,指出它们的研究重点都在于通过基因工程构建适合的高产菌株.同时,提出了木质纤维降...     

木质纤维素制取燃料乙醇水解工艺技术进展

以木质纤维素生产燃料酒精因为具有原料可再生性和环境友好的优点而备受重视。本文介绍了木质纤维素制取燃料乙醇中的水解工艺过程,包括浓酸水解、稀酸水解和生物酶水解,讨论了各个工艺的关键技术问题。     

木质纤维素材料预处理研究进展

介绍了木质纤维素材料的抗降解屏障、影响预处理效果的因素、高效预处理的评价标准,并就目前研究较多的酸法、碱法、有机溶剂、蒸汽爆破几种木质纤维素材料预处理技术的相关研究情况进行了综述。最后对预处理技术的发展方向予以展望。     

木质纤维素燃料乙醇生物转化预处理技术

由丰富的木质纤维素资源制备乙醇有利于缓解能源紧缺、减少环境污染、实现可持续发展.然而某些物理、化学因素阻碍了木质纤维素中纤维素和半纤维素的转化和利用.预处理引起物理和/或化学上的变化,主要目的是改变或去除各种结构和(或)化学障碍,增加纤维素酶解率和转化效果,是一系列纤维素乙醇转化技术中的关键和核心.本文就纤维素乙醇生物...     

Integrated furfural production as a renewable fuel and chemical platform from lignocellulosic biomass

Furfural is a natural precursor to furan‐based chemicals and has the potential to become a major renewable platform chemical for the production of biochemicals and biofuels. However, current industrial furfural production relies on relatively old and inefficient strategies that have hindered its capacity, and low production yields have strongly diminished its competitiveness with petroleum‐based alternatives in the global market. This mini‐review provides a critical analysis of past and current progress to enhance furfural production from lignocellulosic biomass. First, important chemical and fuel products derived from the catalytic conversion of furfural are outlined. We then discuss the importance of developing integrated production strategies to co‐produce furfural with other valuable chemicals. Furfural formation and loss chemistries are explored to understand effective methods to improve furfural yields from pentosans. Finally, selected relevant commercial and academic technologies that promise to improve lignocellulosic furfural production are discussed. © 2013 Society of Chemical Industry     

Integrated chemo- and biocatalytic processes: a new fashion toward renewable chemicals production from lignocellulosic biomass

Concerns over climate change and environmental pollution resulting from petroleum refining has spurred the exploitation of green replacements for producing chemicals and fuels. Valorization of lignocellulosic biomass into chemicals represents a promising alternative to petroleum refining. Biological and chemical catalysis are two leading routes for lignocellulose variolization, but strategies relying simply on biological or chemical conversion have shown limitations. Integrating biocatalysts with chemocatalysts could leverage the inherent strengths of both while circumventing their respective disadvantages, benefiting product yield and selectivity, and reducing cost and waste generation. This review focuses on the coupled chemocatalytic and biocatalytic synthesis of renewable chemicals from polysaccharides and their derived platform chemicals. In addition, strategies for producing value-added products from lignin via integrated chemical depolymerization and biological conversion are highlighted. The techno-economics of integrating chemocatalysts and biocatalysts in producing chemicals in the context of biorefinery are also discussed. Finally, perspectives on designing integrated chemical and biological catalysis for renewable chemicals production are provided. © 2022 Society of Chemical Industry (SCI).     

直接利用生物质的化学燃料电池研究进展

近些年燃料电池技术有了长足的发展,利用燃料电池处理废弃生物质并产电是一种新型途径,可以达到废物处理、能源回收的目的。然而,受限于燃料种类、电池性能、产物分离等因素,传统的燃料电池难以直接用于处理废弃生物质。本文首先针对中低温燃料电池如碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池的研究现状进行了综述,结果表明,碱性燃料电池在以小分子有机物作为燃料时性能良好,但是容易受到产物CO₂酸化影响;液相催化燃料电池在催化剂耐受性、生物质处理、电池功率密度等方面表现出优异的性能。然后介绍了电催化剂如过渡金属氧化物、多酸等研究现状,此类催化剂具有较强的氧化性、布朗斯特酸性和路易斯酸性等,具有很强的催化分解生物质的能力,针对液相催化剂不易分离的局限,介绍了催化剂固载化、纳米复合材料等研究进展。之后介绍了电极材料和膜材料的研究进展,碳极板因其综合性能和成本成为当前的主流选择,全氟磺酸膜性能优异,成为实验探究应用的理想材料,同时对一些复合材料的研究现状进行了简要介绍。最后,对化学燃料电池应用于生物质处理的方向进行了展望,液相催化燃料电池综合性能突出,在可处理生物质种类、催化剂循环等问题进一步优化之后,有望成为一种废弃生物质处理的新途径。     

木质纤维素转化为燃料乙醇的研究进展

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇的生物转化方法包括预处理、酶水解和发酵过程,对这些过程中的技术进展以及解决现存问题的方法进行了评述。氨法爆破技术是较好的预处理方法,超声波、微波处理等新技术有助于改善酶水解。阐述了酶水解机理、纤维素酶的生产以及酶水解过程的优化方法。指出固定化酶糖化发酵技术在生物转化木质纤维原料技术中的前景广阔;选择合适的发酵方法,优化发酵过程,以及解决抑制问题对于提高乙醇产率尤为重要;利用基因重组技术构建旨在发酵混合糖的重组菌对于生产生物乙醇具有里程碑意义。     

木质纤维素生产燃料乙醇的研究现状

介绍了近年来国内外木质纤维素生产燃料乙醇的技术现状。评述了纤维素原料生产乙醇的预处理及水解为葡萄糖和发酵成酒精的各生产工艺。分析了各工艺的技术特点和经济性。提出应进一步加强纤维素生产燃料乙醇的研究。     

生物质热解制燃料油及化学品的工艺技术研究进展

从生物质热解制液体燃料油(生物油)的收率和品质两方面论述了生物质热解关键技术和热解制备液体燃料工艺。通过对比分析了传统的生物质快速热解关键技术———热解反应器、加料技术、气-固快速分离技术及热解蒸汽快速冷凝技术的研究现状、难点和不足,并提出了新型生物质快速热解关键技术———旋转筛板热解工艺。同时针对现行生物质热解制燃料油工艺存在的不足,对比分析了4种热解制取燃料油工艺,并提出了汽爆、固态发酵的生化转化与快速热解相结合制取液体燃料的方法。     

生物质双级催化热解制备燃料化学品的研究进展

生物质热解所得目标产物生物油因高含氧量、组分复杂等问题难以直接应用,通过使用适宜的催化剂升级热解蒸气可实现生物油的脱氧提质。本文基于前人研究,首先总结了生物质催化热解中金属氧化物和分子筛催化剂的结构特点、催化原理与催化效果。然后详细介绍了微介孔复合型、金属氧化物/ZSM-5复合型双级催化体系的构建原理、催化模式及其对于生物质催化热解产物分布规律产生的影响,并说明了双级催化体系的可行性与实用性;同时概述了影响生物质催化热解的其他因素,包括原料特性、工艺参数、操作模式等。最后针对目前双级催化热解研究与发展中存在的问题,对进行双级催化模式的比较研究、改进催化体系以降低生产成本、发掘双级催化剂的多种使用价值等方向提出了展望。     

木质纤维素复合生物质薄膜材料的功能化应用研究进展

为了解决传统石油基高分子薄膜不可降解等问题,纤维素、淀粉、壳聚糖等生物质薄膜材料因其具有绿色可降解性等优点而备受关注并展现出良好的发展前景。但生物质薄膜往往存在强度低、耐水性差等问题,限制了其进一步发展及功能化应用。本文综述了以木质纤维素作为添加剂增强生物质薄膜的力学强度、防水性、紫外屏蔽等性能的研究进展,重点探讨了不同结构性质的木质素和不同尺度的微纳米木质纤维素对生物质薄膜性能的影响,并进一步综述了木质纤维素复合生物质薄膜材料在包装材料、电极材料以及催化材料领域中的功能化应用研究进展。分析并展望了木质纤维素复合生物质薄膜在制备及功能化方面的优势、不足以及发展方向,以期为采用木质纤维素改良生物质薄膜的研究提供借鉴。