APP推广合作
联系“鸟哥笔记小乔”
秸秆类生物质资源化技术研究前沿和发展趋势(三) 在许多国家得到了推广应用
2025-05-14 17:21:20

生物质制备高品质燃料

利用秸秆类生物质制备燃料乙醇一直是秸秆究前世界各国努力的方向。利用玉米、类生蔗渣和木薯等富含淀粉的物质材料制备乙醇已经实现大规模工业化,在许多国家得到了推广应用,资源然而真正意义上的化技纤维素乙醇,即以木质纤维素类生物质为原料制备乙醇仍然面临着效率偏低和成本偏高的术研问题,需要进一步研发廉价高效的沿和预处理方法并降低纤维素酶的成本。目前,发展世界上有24个在运行的趋势纤维素乙醇生产厂,主要分布在美国和欧盟,秸秆究前美国纤维素乙醇的类生最低可销售价格已经降低到了0.57美元/升,预计到2022年生产量将会超过第一代生物乙醇达到600亿升/年。物质

得益于国家的资源大力支持,我国的化技沼气产业迅速发展,但是术研沼气产业的经济效益仍然较低,需要依赖财政补贴。截至2015年,大型沼气设施的产量仅占沼气总产量的26.3%、小型设施的运行率偏低(60%)、秸秆类生物质制备沼气的收益仍然很低,沼气发电率(2.53%)也远低于德国等技术成熟国家(98.5%)。

利用生物质作为产氢的原料也是实现生物质资源化的有效途径。在KOH溶液中,CdS/CdOx量子点光催化剂能够在可见光作用下直接催化未经过预处理的生物质分解产氢(见图4),但目前产氢效率仍然很低。Zhang等构建了将生物质经由甲酸转化为氢气的新策略。第一步转化采用含有少量二甲基亚砜(DMSO,体积分数为1%)的稀硫酸溶液(0.7wt%)和NaVO3在高压氧气(3MPa)氛围将生物质转化为甲酸。第二步转化利用均相铱催化剂将甲酸分解为氢气。利用该策略转化小麦秸秆时,氢气的产率高达95%。

光催化生物质产氢示意图为了解决多步转化效率低和成本高的问题,国内外也开始尝试直接以纤维素和生物质为原料进行一锅法转化制备烃类燃料。联合使用Ir-ReOx/SiO2和HZSM-5作为催化剂时,纤维素经由山梨醇转化为液态烷烃(见图5)。在水/正癸烷二相体系中,杂多酸H4SiW12O40分散在水相中可以将纤维素转化为HMF等中间产物,而htTSA(2)Ru/C(H4SiW12O40水热处理的Ru/C)分散在正癸烷中将中间产物加氢脱氧转化为液态烷烃。Xia等采用多功能催化剂Pt/NbOPO4在正己烷体系中直接将木质纤维素类生物质催化转化为液态烷烃和烷基环己烷,采用Ru-RuO2/C作为催化剂在水相中可以将生物质通过一锅法转化为多元醇和烷基环己烷的混合物。此外,Liu等采用Ni-N-C单原子和钨酸作为催化剂,将纤维素加氢脱氧转化为乙二醇和丙酮醇。

转化的基本途径

开发可再生的秸秆类生物质资源对解决固体废物的污染问题和实现可持续发展具有重要意义。然而,现有的生物质利用方式面临产品价值较低、应用范围有限和易造成二次污染的问题,极大地制约了生物质资源的充分利用。本文在总结国内外秸秆类生物质利用现状的基础上,系统梳理了利用生物质生产高价值化学品、高品质液态燃料、氢气和新型材料的最新研究进展,提出要发展基于循环农业的秸秆综合利用模式、完善秸秆禁烧制度并加快研发秸秆资源化新技术。研究结果可为我国生物质资源化技术的进一步发展和大规模产业应用提供理论支撑。

石油等化石燃料的大量消耗引发了一系列的生态环境问题,资源短缺、能源危机和环境污染已经成为威胁人类发展的世界性难题。开发以秸秆类生物质为代表的可再生资源制备高价值的液态燃料、精细化学品和新型材料,替代当前广泛应用的石化产品,是实现可持续发展的有效途径。生物质兼具资源和固体废物的双重属性,秸秆类生物质的焚烧也是造成我国大气污染问题的关键因素之一。因此,实现秸秆类生物质的资源化也是治理环境污染的应有之义。

秸秆图片

为了实现生物质资源化,国内外学者针对生物质的组成和结构特点,初步建立了通过生物炼制获得高价值产品的技术体系,相关产品已经在许多重要领域展现出应用前景,体现出生物炼制替代石油炼制的潜力。近年来,随着国家投入的持续加大,我国的生物质资源化技术取得了一系列重要进展。因此,梳理国内外生物质的利用现状、生物质资源化技术研究前沿和发展趋势,明确当前面临的挑战,对进一步加快生物质资源化的基础研究和产业应用、推进生态文明和美丽中国建设具有重要意义。

生物质制备新型材料

Zhu等将木材中的木质素去除,向木材的微孔结构中引入环氧树脂,制得透光率高达90%、强度比天然木材高4~6倍的透明复合材料,这类材料有潜力在一些领域替代玻璃。Song等利用NaOH和Na2SO3溶液去除天然木材中的木质素和半纤维素,然后通过热压实现纤维素纳米纤维的完全致密化,从而获得高性能结构材料,这种材料具有比大多数结构金属和合金更高的比强度,有望作为低成本、高性能和轻量级的金属替代品。然而,针对这些材料的研究仍处于基础阶段,还需要系统的研究来提升性能、降低成本并增加应用途径。

利用生物质可以制备乳酸和2,5-呋喃二甲酸(FDCA)等聚合物单体。利用生物质制备FDCA需要先制取HMF,再将HMF选择性地氧化为FDCA。利用FDCA与乙二醇聚合成的新型聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)塑料,性能明显优于目前大量应用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料。采用乳酸作为单体制备的聚乳酸(PLA)是一类可生物降解材料,已经被证明有潜力取代塑料应用在一次性餐具、服装和医疗卫生等领域。然而,目前的乳酸仍然是以淀粉类生物质为原材料制备的,仍然存在着成本过高的问题,利用木质纤维素类生物质制备乳酸仍然面临较大的挑战。

声明:本文所用图片、文字来源于《资源与环境》,版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题,请与本网联系。

相关链接:品质二甲基亚砜纤维素乙二醇

时尚
分享到朋友圈
收藏
收藏
评分
评论

综合评分:

我的评分

参与评论(0)

社区交流公约

暂无评论,快来抢沙发吧~
登录后参与评论
发布评论
用户社区交流公约

Xinstall 15天会员特权
Xinstall是专业的数据分析服务商,帮企业追踪渠道安装来源、裂变拉新统计、广告流量指导等,广泛应用于广告效果统计、APP地推与CPS/CPA归属统计等方面。
20羽毛
立即兑换
超级nice便签砖
超级超级超级奈斯!
1000羽毛
立即兑换
【新品】办公/外出两用静音充电小电扇
办公桌必备小电扇!
2000羽毛
立即兑换
时尚
发表文章219
确认要消耗 羽毛购买
一个模型两个漏斗做好拉新活动吗?
考虑一下
很遗憾,羽毛不足
我知道了

我们致力于提供一个高质量内容的交流平台。为落实国家互联网信息办公室“依法管网、依法办网、依法上网”的要求,为完善跟帖评论自律管理,为了保护用户创造的内容、维护开放、真实、专业的平台氛围,我们团队将依据本公约中的条款对注册用户和发布在本平台的内容进行管理。平台鼓励用户创作、发布优质内容,同时也将采取必要措施管理违法、侵权或有其他不良影响的网络信息。


一、根据《网络信息内容生态治理规定》《中华人民共和国未成年人保护法》等法律法规,对以下违法、不良信息或存在危害的行为进行处理。
1. 违反法律法规的信息,主要表现为:
    1)反对宪法所确定的基本原则;
    2)危害国家安全,泄露国家秘密,颠覆国家政权,破坏国家统一,损害国家荣誉和利益;
    3)侮辱、滥用英烈形象,歪曲、丑化、亵渎、否定英雄烈士事迹和精神,以侮辱、诽谤或者其他方式侵害英雄烈士的姓名、肖像、名誉、荣誉;
    4)宣扬恐怖主义、极端主义或者煽动实施恐怖活动、极端主义活动;
    5)煽动民族仇恨、民族歧视,破坏民族团结;
    6)破坏国家宗教政策,宣扬邪教和封建迷信;
    7)散布谣言,扰乱社会秩序,破坏社会稳定;
    8)宣扬淫秽、色情、赌博、暴力、凶杀、恐怖或者教唆犯罪;
    9)煽动非法集会、结社、游行、示威、聚众扰乱社会秩序;
    10)侮辱或者诽谤他人,侵害他人名誉、隐私和其他合法权益;
    11)通过网络以文字、图片、音视频等形式,对未成年人实施侮辱、诽谤、威胁或者恶意损害未成年人形象进行网络欺凌的;
    12)危害未成年人身心健康的;
    13)含有法律、行政法规禁止的其他内容;


2. 不友善:不尊重用户及其所贡献内容的信息或行为。主要表现为:
    1)轻蔑:贬低、轻视他人及其劳动成果;
    2)诽谤:捏造、散布虚假事实,损害他人名誉;
    3)嘲讽:以比喻、夸张、侮辱性的手法对他人或其行为进行揭露或描述,以此来激怒他人;
    4)挑衅:以不友好的方式激怒他人,意图使对方对自己的言论作出回应,蓄意制造事端;
    5)羞辱:贬低他人的能力、行为、生理或身份特征,让对方难堪;
    6)谩骂:以不文明的语言对他人进行负面评价;
    7)歧视:煽动人群歧视、地域歧视等,针对他人的民族、种族、宗教、性取向、性别、年龄、地域、生理特征等身份或者归类的攻击;
    8)威胁:许诺以不良的后果来迫使他人服从自己的意志;


3. 发布垃圾广告信息:以推广曝光为目的,发布影响用户体验、扰乱本网站秩序的内容,或进行相关行为。主要表现为:
    1)多次发布包含售卖产品、提供服务、宣传推广内容的垃圾广告。包括但不限于以下几种形式:
    2)单个帐号多次发布包含垃圾广告的内容;
    3)多个广告帐号互相配合发布、传播包含垃圾广告的内容;
    4)多次发布包含欺骗性外链的内容,如未注明的淘宝客链接、跳转网站等,诱骗用户点击链接
    5)发布大量包含推广链接、产品、品牌等内容获取搜索引擎中的不正当曝光;
    6)购买或出售帐号之间虚假地互动,发布干扰网站秩序的推广内容及相关交易。
    7)发布包含欺骗性的恶意营销内容,如通过伪造经历、冒充他人等方式进行恶意营销;
    8)使用特殊符号、图片等方式规避垃圾广告内容审核的广告内容。


4. 色情低俗信息,主要表现为:
    1)包含自己或他人性经验的细节描述或露骨的感受描述;
    2)涉及色情段子、两性笑话的低俗内容;
    3)配图、头图中包含庸俗或挑逗性图片的内容;
    4)带有性暗示、性挑逗等易使人产生性联想;
    5)展现血腥、惊悚、残忍等致人身心不适;
    6)炒作绯闻、丑闻、劣迹等;
    7)宣扬低俗、庸俗、媚俗内容。


5. 不实信息,主要表现为:
    1)可能存在事实性错误或者造谣等内容;
    2)存在事实夸大、伪造虚假经历等误导他人的内容;
    3)伪造身份、冒充他人,通过头像、用户名等个人信息暗示自己具有特定身份,或与特定机构或个人存在关联。


6. 传播封建迷信,主要表现为:
    1)找人算命、测字、占卜、解梦、化解厄运、使用迷信方式治病;
    2)求推荐算命看相大师;
    3)针对具体风水等问题进行求助或咨询;
    4)问自己或他人的八字、六爻、星盘、手相、面相、五行缺失,包括通过占卜方法问婚姻、前程、运势,东西宠物丢了能不能找回、取名改名等;


7. 文章标题党,主要表现为:
    1)以各种夸张、猎奇、不合常理的表现手法等行为来诱导用户;
    2)内容与标题之间存在严重不实或者原意扭曲;
    3)使用夸张标题,内容与标题严重不符的。


8.「饭圈」乱象行为,主要表现为:
    1)诱导未成年人应援集资、高额消费、投票打榜
    2)粉丝互撕谩骂、拉踩引战、造谣攻击、人肉搜索、侵犯隐私
    3)鼓动「饭圈」粉丝攀比炫富、奢靡享乐等行为
    4)以号召粉丝、雇用网络水军、「养号」形式刷量控评等行为
    5)通过「蹭热点」、制造话题等形式干扰舆论,影响传播秩序


9. 其他危害行为或内容,主要表现为:
    1)可能引发未成年人模仿不安全行为和违反社会公德行为、诱导未成年人不良嗜好影响未成年人身心健康的;
    2)不当评述自然灾害、重大事故等灾难的;
    3)美化、粉饰侵略战争行为的;
    4)法律、行政法规禁止,或可能对网络生态造成不良影响的其他内容。


二、违规处罚
本网站通过主动发现和接受用户举报两种方式收集违规行为信息。所有有意的降低内容质量、伤害平台氛围及欺凌未成年人或危害未成年人身心健康的行为都是不能容忍的。
当一个用户发布违规内容时,本网站将依据相关用户违规情节严重程度,对帐号进行禁言 1 天、7 天、15 天直至永久禁言或封停账号的处罚。当涉及欺凌未成年人、危害未成年人身心健康、通过作弊手段注册、使用帐号,或者滥用多个帐号发布违规内容时,本网站将加重处罚。


三、申诉
随着平台管理经验的不断丰富,本网站出于维护本网站氛围和秩序的目的,将不断完善本公约。
如果本网站用户对本网站基于本公约规定做出的处理有异议,可以通过「建议反馈」功能向本网站进行反馈。
(规则的最终解释权归属本网站所有)

我知道了
恭喜你~答对了
+5羽毛
下一次认真读哦
成功推荐给其他人
+ 10羽毛
评论成功且进入审核!审核通过后,您将获得10羽毛的奖励。分享本文章给好友阅读最高再得15羽毛~
(羽毛可至"羽毛精选"兑换礼品)
好友微信扫一扫
复制链接