新工藝使造紙可以使“黑液”變廢為寶

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、產業化前景好。該工藝在實驗室已經全面實現，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，同時申請國際發明專利1項，國內專利4項。

　　中國造紙工業年度報告稱，我國制漿造紙工業每年要從植物中分離出約3000萬噸纖維素，同時得到1000萬噸左右的木質素副產品。但是，超過95%的木質素卻以“黑液”形式直接排入江河或濃縮后燒掉：排入江河污染水源和土壤，濃縮后燃燒熱值低，并產生硫氧化物污染空氣。

　　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定，極難分解為有價值的亞單位，尤其是要以一種節約成本的方式。現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物，能耗高、效率低，且產生焦油等廢料，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，除了產生芳香烴，還產生長鏈醇類、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”，且方法簡便又經濟。

　　此外，利用“一步法高效催化轉化”木質素，液體產物總收率高達1.64g/g木質素。這為創新成果轉化為現實生產力提供了可能。比如采用山東某紙業公司的副產木質素，1200元/噸的木質素經過催化轉化，液體產物收率達到1530mg/g木質素，總產值高達51400元/噸木質素。

　　李永丹將木質素視作未來利用可再生生物質而非石油來做為原料，生產燃料或化學制品同時減少環境影響的“生物煉制”的關鍵。“若能從木質素處創造出價值，就能夠減輕非可再生能源和環境的壓力。”李永丹說。