本報訊（記者張國 通訊員靳瑩）我國製漿造紙工業每年要從植物中分離出1000萬噸左右的木質素副產品，其中超過95%以「黑液」形式直接排入江河或濃縮後燒掉。最近，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」，突破性地將鹼木質素完全轉化成為高附加值的有機小分子化合物，能夠做到將「用之困難，棄之汙染」的木質素變廢為寶。
目前，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。相關研究成果發表在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。
木質素是一種由苯丙烷結構聚合成的三維大分子複合材料，通過醚鍵和碳碳鍵連接而成的長鏈芳香族化合物。它是唯一可以提供芳香環單體的可再生原料。這些芳香烴單體可用於製造從塑料汽水瓶到農藥、藥物等不同物品。目前，芳香烴幾乎完全來自石油。現有的木質素催化煉製過程多是把木質素氣化，通過費託、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。
「我們以鹼木質素為原料，採用鉬基金屬納米催化劑，在超臨界乙醇中，一步反應將木質素解聚為高附加值的有機小分子化合物。之後採用閃蒸技術將反應後的乙醇溶劑迅速分離，將液體產物通過連續精餾實現精製與分離。」李永丹說。
該團隊在國際上首次採用納米結構的α碳化鉬基催化劑，這是一種價格便宜的催化劑，卻在解聚木質素過程中，除了產生芳香烴，還產生長鏈醇類、脂類這些本身製備困難、價格頗高的小分子化合物，可謂「一舉多得」。研究人員同時利用納米催化材料與超臨界流體的協同促進原理，不需要酸性環境，只需超臨界乙醇溶劑就能 「一步反應」將木質素解聚，進一步簡化了製備的條件和步驟。
「目前，國際上報導的木質素催化反應體系較少，且產物收率低，副產固體結焦」，李永丹說，」我們的方法簡便又經濟」。
據介紹，山東某紙業公司採用這種工藝後，每噸1200元的木質素經過催化轉化，總產值可高達每噸51400元。