[00945512]木质纤维生物质多级资源化利用关键技术及应用

全球石化资源迅速消耗，生态环境不断恶化，世界各国尤其是主要大国把发展生物质材料、能源及化学品作为新一轮产业发展战略的重点。中国木质纤维生物质资源丰富，其中农作物秸秆年产量约7亿吨，是生物质能源、造纸等工业的原材料，其高效开发利用已成为中国经济与环境可持续发展的必然战略选择。然而，国内外木质纤维生物质利用长期处于单一组分利用状态，导致产品单一、附加值低，造成资源的巨大浪费，如何实现木质纤维生物质全组分高值化利用，是国际公认的技术难题。该项目在国家973计划、国家基金委重大国际合作、教疗部科技重大项目等资助下，历时十多年攻关，在国内外率先进行了木质纤维生物质全组分清洁高效分离及转化的技术研发与应用。主要发明点及技术内容包括：1)发明了木质纤维生物质抽提物溶出调控技术，系统解析了木质纤维生物质抽提物组分及活性成分，阐明了抽提物分子溶出规律，研发出抽提物活性分子系列产品；2)发明了木质纤维生物质细胞壁组分拆解技术，阐明了细胞壁三大组分之间的分子镶嵌机理及解离机埋，并定量解译了其结构特征，创建了工程化水热耦合稀碱处理新技术，实现了生物质半纤维素、木质素、纤维素清洁高效分离；3)发明了生物质木质素高强度耐候胶黏剂制备技术，以定位定量活化的生物乙醇及造纸工业副产物木质素、苯酚、甲醛等为主要原料，采用多步共缩聚技术，研制出木质素基酚醛树脂胶黏剂，木质素对苯酚替代率达60%。该项目创建了木质纤维生物质多级资源化利用关键技术体系，实现了木质纤维生物质资源最大效益化利用，并率先产业化生产，研发出高纯度绿原酸(99.8%)、高纯度木质素（＞94%)、木质素基酚醛树脂胶黏剂（成本仅为酚醛树脂胶黏剂的40%-50%)、高强度耐候胶合板（甲醛释放量与天然实木在同一水平）等产品，从根本上解决了木质纤维生物质利用单一资源化、原料严重浪费、环境重度污染的技术难题，成果经中国轻工业联合会鉴定达到国际领先水平。该项目技术已在6家企业应用，建成生产线19条，产品国际市场竞争力极显著。近三年，主要应用单位共新增销售额13.25亿元，新增利润1.55亿元，产生了显著的经济、社会及环境效益。该项目获授权发明专利33件；制定行业标准2项；应邀主编英文专著1部、参编英文专著8部，主编中文专著3部，发表SCI论文218篇（JCR一区Top论文50篇），EI论文21篇，应邀在国际会议上做特邀和大会报告23人次；培养英国皇家化学会及国际木材科学院Fellow各1人、国家杰青1人、中国青年科技奖2人、科技部中青年科技创新领军人才2人、国家百千万人才工程及有突出贡献中青年专家1人、中组部青年拔尖人才1人、教育部新世纪优秀人才3人、全国优博获得者2人，应邀在7种国际SCI期刊任主编、副主编及编委。系列研究成果获教育部自然科学一等奖、教育部科技进步一等奖、湖南省科技进步一等奖、中国轻工业联合会技术发明一等奖。