生物基材料
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西南林业大学杜官本团队联合福建农林大学帅李团队 CEJ | 木质素做出干强 1.94 MPa 的全生物基胶黏剂


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01背景



制浆造纸、生物质精炼和生物质分馏,每年会产出 5000 万到 6000 万吨木质素。这个量级足以让人心动,但工业界真正用起来的时候却总是束手束脚:经过蒸煮、分离等一系列剧烈化学反应之后,木质素高度缩合,结构不均一、活性基团含量低、可反应位点少,落到胶黏剂、树脂这些大宗材料里,往往只能做"低活性填充料"。


想让它变"活",核心思路是往芳香环上补活性官能团。围绕脱甲氧基,此前已有三条主要技术路线——路易斯酸或布朗斯特酸催化、过渡金属催化加氢,以及低共熔溶剂体系。它们各有短板:酸催化易引发再缩合,加氢成本高、条件苛刻,低共熔溶剂则面临回收难题。而用电催化的方式脱除木质素芳香环上的甲基、借此提升反应活性,此前几乎无人系统研究。



02成果


【生物基能源与材料】获悉,近日,针对这一空白,西南林业大学杜官本教授、周晓剑研究员、周备团队与福建农林大学帅李教授团队合作,提出了一种全新的电催化木质素脱甲基化策略:以硝酸铈六水合物 Ce(NO₃)₃·6H₂O 作为氧化还原活性电解质,在 THF/H₂O 混合溶剂体系中,对木质素磺酸钠盐进行选择性去甲基化;再耦合顺序有机溶剂分级,得到两个高活性组分 LS-3 与 LS-4。研究结果发表于化工领域权威期刊 Chemical Engineering Journal ,题为“High-strength and water-resistant protein bioadhesives enabled by electrocatalytic demethylation of lignosulfonate for phenol activation”。



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所得木质素富含β-O-4结构,均一性提高,且羟基官能团含量显著提高。将活性木质素组分与大豆分离蛋白交联固化制备了SPI/LS-4 (3.3:1)胶黏剂,其中干态和湿态剪切强度分别达到1.94 ± 0.052 MPa、1.05 ± 0.045 MPa,耐水性优异。该研究为木质素脱甲基化提供新见解,实现可持续、高性能的生物基材料的制备。


03 研究进展


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【#第6届非粮生物质高值化利用大会】即将于11月25-27日在浙江·杭州举办,以“从技术可行到商业化,打通非粮生物基全链条”为主线,聚焦三素分离与预处理、非粮糖平台、化学品与材料、木质素高值化四大核心方向,旨为促进非粮生物基科技进展与产业上下游协作。由朱锦研究员、李正龙研究员和张兴宏研究员、许凤教授担任大会主席;由DT新材料、浙江省全省生物基高分子材料重点实验室、生物基运输燃料技术全国重点实验室、浙江大学衢州研究院、浙江大学生物系统工程与食品科学学院、生物基纤维材料全国重点实验室,浙江理工大学、浙江省生物基全降解及纳米材料创新中心共同主办。


大会与SMF 2026非粮可持续材料与燃料年会的四大会议同期举行,预计将超1000位上下游企业代表、科研院所产业化专家、政府园区及资本参与分享最新科技和行业进展。


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为助力绿色新势力,DT新材料正式启动《中国非粮生物质化学品与材料企业2026年度榜单》征集活动。如您身处产业链,欢迎点图登记上榜。


在此基础上,我们将于11月26日宣发完整版《2026中国非粮生物质化学品与材料产业分布图》,让上中下游互相看见,让产业被更多应用方、品牌方、资本方与政策制定者看见。


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