固体酸催化生物质转化的研究进展

唐宏伟, 黄伊嘉, 吴斌

四川省林业科学研究院，四川 成都 610081

石化资源的开发与利用极大的丰富了人们的生活水平，仅在能源消费中，石化资源就占80%以上，除此之外，它还是重要有机化工的原料，可以用来生产合成树脂、合成橡胶以及多种精细化学品，然而随着它们储量的不断减少以及全球气候变暖的影响，寻找可替换石化资源的可再生资源是势在必行的。目前，人们已经开发了多种可再生资源：如生物质，风能，太阳能和潮汐能等。与其他资源相比，生物质不仅可转化为其他可再生资源，而且还能直接制备成燃油，平台化合物和生物基材料等产品，除此之外，其含量丰富，仅我国一年的生物质可利用资源量就相当于4.11亿吨标准煤[1]，这些都为生物质的可持续转化提供了坚实的基础[2]。

目前生物质资源的转化方法主要有以下几类：直接利用法、酶解法和化学催化法。直接利用法是将生物质直接燃烧转化为热量，存在能量利用形式单一，能源利用度低和环境污染等问题，因此发展前景受限。酶解法是利用微生物或生物酶发酵将生物质转化为沼气和生物乙醇，该法生产成本高[3]，转化时间长和产物单一。化学催化法是通过控制反应体系中加入的催化剂和辅料生产出各种化学产品，如5-羟甲基糠醛[4]，戊二醇[5]，异山梨醇[6]和2,5-呋喃二羧酸[7]等，生产速度快，因此具有广阔的发展前景。

化学催化法研究的首要的任务是制备出适宜的催化剂[8]，常用的均相催化剂如硫酸，盐酸和磷酸等对生物质的转化具有良好的催化效果[9]，但在大规模化的应用中存在着废水量大，催化剂难以回收和设备容易被腐蚀等诸多问题[10]。……