預(yù)處理是實現(xiàn)以木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)為原料、制備燃料和化學(xué)品生物煉制過程的基礎(chǔ)，決定了煉制的方向和效率。有機溶劑預(yù)處理由于高效的組分拆解性能、拆解纖維素組分高保留酶解以及回收木質(zhì)素組分高純度易于轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢，成為預(yù)處理研究的熱點之一。現(xiàn)有酸性有機預(yù)處理體系大多依靠較高的反應(yīng)溫度和（或）酸濃度，才能在一步反應(yīng)中實現(xiàn)木質(zhì)素和半纖維素組分的完全脫除。同時，預(yù)處理體系對松木等軟木原料的適應(yīng)性有限。 

　　針對以上問題，中國科學(xué)院廣州分院系統(tǒng)研究所廣州能源研究所生物質(zhì)能生化轉(zhuǎn)化研究室莊新姝研究員團隊采用調(diào)變有機體系溶劑效應(yīng)以促進體系木質(zhì)素溶解的策略，構(gòu)建了乙二醇苯醚-丙酮-水（APW）組成的多元溶劑相變體系，采用簡單易行的CSF綜合強度因子（combined severity factor）調(diào)控預(yù)處理過程，實現(xiàn)了溫和條件（~120℃）下，一步對多種木質(zhì)纖維生物質(zhì)的有效拆解（甘蔗渣、玉米秸稈、竹屑、松木屑中木質(zhì)素脫除率均超過90%）；并對木質(zhì)素低含量樣品（木質(zhì)素<4%）的酶水解效率差異進行了相關(guān)性分析研究。相關(guān)研究成果發(fā)表于Green Chemistry。

　　論文圖文概要

　　該研究在考察APW預(yù)處理體系中木質(zhì)素脫除率與時間、溫度、酸濃度以及固液比的關(guān)系中，比較了BBD響應(yīng)面法優(yōu)化和CSF調(diào)控的差異。提出CSF=~1.86可用作有效木質(zhì)素去除率的指標，在多個等CSF的溫和條件下實現(xiàn)了甘蔗渣的有效拆解（木質(zhì)素去除和半纖維素去除>98%）。研究對該體系的原料適宜性進行了考察，發(fā)現(xiàn)對甘蔗渣、松木、玉米秸稈和竹屑的木質(zhì)素去除率均在90%以上。

　　APW體系原料適應(yīng)性考察效果

　　對木質(zhì)素低含量樣品酶水解效率差異的相關(guān)性分析研究表明，纖維素的比表面積、LOI、底物比表面積是影響酶解的主要因素。

　　酶解-殘渣特性的相關(guān)性分析矩陣

　　該研究得到了國家重點研發(fā)計劃國際科技創(chuàng)新合作項目（2021YFE0114400）、國家自然科學(xué)基金（51976221）和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金（2022A1515012078）的資助。 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D2GC04404H