木质素的功能化与应用研究进展

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.220363

摘要/Abstract

摘要：

木质素是地球上一类含量丰富且重要的天然高分子材料，其地位仅次于纤维素。在木本植物中，木质素的质量分数达到25%。由于木质素的化学惰性和结构复杂性，其实际应用受到了很大的限制。因此，利用化学方法对木质素进行结构改性是将木质素转化为木质素基功能材料的有效途径，对实现资源和环境的可持续发展有着重要意义。本文综述了近10年来木质素功能化发展和应用的相关研究进展，重点介绍了木质素在污水处理、异相催化以及阻燃等方面应用的研究成果，并对该领域未来的研究提出思考和展望，为后续更加深入的研究提供相关的依据和参考。

关键词: 木质素, 化学修饰, 污水处理, 异相催化, 阻燃

Abstract:

Lignin is one of the most abundant and significant natural polymeric materials in the world， and its position is only second to cellulose. In woody plants， lignin content accounts for about 25%. Due to its chemical inertness and structural complexity， the application of lignin is very limited. Therefore， the chemical modification of lignin is the key method to transform lignin into functional materials， which is of great significance for the sustainable development of resources and environment. In this review， the research progress on the development of chemical modification of lignin and its applications， including wastewater treatment， heterogeneous catalysis and other aspects， are summarized. Furthermore， discussions on challenges and perspectives in the field of lignin modification are also presented.

Key words: Lignin, Chemical modification, Sewage treatment, Heterogeneous catalysis, Flame retardant

中图分类号:

O636

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图/表 9

图1 木质素结构示意图

Fig.1 Illustrative diagram of lignin structure

图2 从AL合成AML的合成图

Fig.2 Synthesis route of AML from AL

图3 N-乙酰半胱氨酸功能化木质素（CFL）的合成路线

Fig.3 Synthesis route of N-acetyl-L-cysteine （N-Cys）-functionalized lignin （CFL）

图4 通过硫醇-炔反应合成LBA

Fig.4 Synthesis of LBA via thiol-yne reaction

图5 含硫官能团改性木质素的合成路线

Fig.5 Synthesis route of lignin modified by sulfur-containing functional groups

图6 氨基、磺酸双官能团化木质素（ASL）的合成

Fig.6 Synthesis route of amino and sulfonic groups-functionalized lignin （ASL）

图7 二硫代氨基甲酸酯功能化的木质素（LD）的合成

Fig.7 Synthesis route of LD

图8 （a）木质素磺酸的代表性结构；（b） N-取代吡咯的合成

Fig.8 （a） Classic structure of sulfonic acid-modified lignin；（b） Synthesis route of N-substituted pyrroles

图9 合成磷氮木质素的典型途径

Fig.9 A typical approach to synthesis route of phosphorous and nitrogen-modified lignin

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