近日，我站联合美国肯塔基大学等单位，研发了一种中性低共熔溶剂（DES）介导的连续挤压生物质预处理技术，为连续高效的高固含量生物质预处理工业化生产提供可能，相关研究结果发表在生物质领域国际顶级杂志《Green Chemistry》（IF=9.480）上。我站为第一完成单位，艾斌凌博士为该论文的第一作者，创新团队牵头专家盛占武青年研究员和骨干专家郑丽丽助理研究员参与研究。
生物质资源转化为生物燃料和高附加值化学品是循环生物经济的重要一环，而预处理是生物质精炼的第一步。围绕木质纤维素生物质复杂组分和多尺度结构所形成的“解聚屏障”，人们研究和开发了一系列的预处理方法和预处理溶剂，其中低共熔溶剂（DES）是一种新型“绿色”溶剂，能够有效打破木质素-碳水化合物复合体，并具有价格低、合成方便以及生物兼容性好等优点。然而，因生物质的固体含量、耗时长等问题严重影响了DES预处理工艺的处理效能，限制了其工业化应用前景。针对上述问题，研究团队引入双螺旋挤压技术，开发了一种中性DES介导的连续挤压预处理工艺。利用此工艺可以将DES预处理固含量从10%提高至50%，预处理时间从数小时缩短至数十分钟，极大地提高了预处理效能，且预处理生物质的葡萄糖和木糖酶解得率达到85%以上。微观观察、光谱和X射线衍射分析表明生物质细胞壁结构发生了高度的纤维分离和破坏，而化学组分变化甚微。凝胶渗透色谱和分析表明预处理保持了木质素的基本结构特征，有利于木质素的后续高值化利用。该研究展示了DES介导的挤压预处理工艺作为一种高效的连续的高固含量的生物质预处理的工业化应用潜力。
据悉，《Green Chemistry》是英国皇家化学学会旗下面向绿色化学领域的高影响力Top期刊，位列中国科学院期刊分区化学1区。该研究依托中国热科院热带农业废弃物利用科技创新团队，与美国肯塔基大学（University of Kentucky）石坚（Jian Shi）助理教授团队合作完成，研究工作得到了国家自然科学基金、国家留学基金和中国热带农业科学院基本科研业务费专项的大力支持。
论文全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/gc/d0gc01560a.
