天津大學化工學院教授李永丹帶領團隊設計了“木質素一步法高效催化轉化工藝“,突破性地將堿木質素完全轉化成為高附加值的有機小分子化合物,做到了低成本、高收率、產(chǎn)業(yè)化前景好。該工藝在實驗室已經(jīng)全面實現(xiàn),進入到了中試和成果轉化階段,能夠做到將“用之困難,棄之污染”的木質素變廢為寶。相關成果發(fā)表在世界頂級綜合類化學刊物《德國應用化學》上,同時申請國際發(fā)明專利1項,國內專利4項。
木質素是一種由苯丙烷結構聚合成的三維大分子復合材料,由于木質素的分子結構很穩(wěn)定,極難分解為有價值的亞單位,尤其是要以一種節(jié)約成本的方式?,F(xiàn)有的木質素催化煉制過程多是把木質素氣化,通過費托、甲醇等合成工藝合成液體產(chǎn)物,能耗高、效率低,且產(chǎn)生焦油等廢料,李永丹團隊則利用“一步法高效催化轉化工藝”變廢為寶,把木質素穩(wěn)定的長鏈“打斷”,分解成高附加值的有機小分子化合物。
李永丹團隊在國際上首次采用納米結構的一種價格便宜的催化劑,在解聚木質素過程中,除了產(chǎn)生芳香烴,還產(chǎn)生長鏈醇類、脂類這些本身制備困難、價格頗高的小分子化合物,可謂“一舉多得”,且方法簡便又經(jīng)濟。
此外,利用“一步法高效催化轉化”木質素,液體產(chǎn)物總收率高達1.64g/g木質素。這為創(chuàng)新成果轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力提供了可能。比如采用山東某紙業(yè)公司的副產(chǎn)木質素,1200元/噸的木質素經(jīng)過催化轉化,液體產(chǎn)物收率達到1530mg/g木質素,總產(chǎn)值高達51400元/噸木質素。