创新点
木质生物质微波热解具有反应速率快、易于控制、安全无污染等优点，为高效利用木质生物质提供可能。本文系统地介绍了木质纤维素组分的结构，详细阐述了木质纤维素各组分的热解机制，并比较了微波热解与传统热解的差异，探讨了不同种类催化剂（碳基材料、分子筛、金属氧化物等）在促进生物质微波热解选择性生成特定高值化学品中的作用机制，提出了热解动力学模型和热解产物高效分离等未来研究方向，为木质生物质微波热解技术提供借鉴和参考。
通讯作者简介
严凯，男，中山大学环境科学与工程学院教授、博士生导师；国家万人计划青年拔尖人才，中山大学“百人计划”杰出人才，校逸仙优秀学者。课题组长期从事生物质的资源化能源化等领域的研究。在Nature 子刊, Angewandte Chemie International Edition, Applied Catalysis B: Environmental, ACS Catalysis, AICHE Journal等国际学术期刊上发表SCI论文百余篇；申请国家专利15项，授权9项含美国专利、澳大利亚专利各1项，企业转化1项；受邀编著生物质英文专著3章，受邀担任Frontiers in Plant Science, Sustainable Horizons等期刊副主编，受邀担任Green Energy Environment, Current Green Chemistry, Biochar, eScience, Chinese Chemical Letters, 《物理化学学报》等期刊编委/青年编委；获得国际IAAM Medal奖、教育部科技进步一等奖、RSC Top 1%高被引学者、广东省环境科学学会青年科技奖等多项奖励。
第一作者简介
微波热解木质生物质的研究进展
作者
单位
1. 中山大学 环境科学与工程学院
2. 广东工业大学 环境科学与工程学院
3. 华南农业大学 岭南现代农业科学与技术广东省实验室
基金项目
1. 国家重点研发计划资助项目（2023YFC3900059）
2. 广州市科技计划资助项目（202206010145）
3. 国家自然科学基金资助项目（22078374,22378434）
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摘要
研究背景
全球人口的增加和经济发展对能源需求日益增长。尽管能源种类不断涌现，但液态烃燃料（通常为汽油和柴油）仍占全球总能源消耗的约20.0%，并主导着现有能源基础设施。与此同时，工业和日常生活对石化产品的需求仍处于较高水平。由于化石资源日益枯竭和环境问题，用于石化产品和运输燃料的可再生和可持续替代品正在被广泛开发。其中，木质纤维素类生物质由于其来源广泛、可再生、低成本的特性，已得到大家的广泛关注。
木质纤维素生物质是具有巨大前景的可再生能源资源，可以从农业和森林残留物、多年生木材、城市和工业废物等原材料中获得。生物质热解能够回收生物质原料的化学值和热值，是一种可行的热化学转化途径。这种转化方法可以产生高达70.0%~95.0%的生物油产量。生物质热解的温度范围一般为300~1000°C。常规快速热解产生的生物油馏分分布广泛，催化生物质快速热解可提高生物油馏分的品质。热解生物油的主要成分是酸、醛、酮、呋喃、酚和烷基化（聚）酚，以及相对少量的酚、丁香酚、甲酚和二甲苯酚。这些热解产物可以进一步通过加氢脱氧反应转化为高品质的液体燃料或者平台化合物。此外生物质热解产生的生物质碳也具有多种用途。与传统热解方法比较，微波热解技术具有许多优点，包括快速均匀地加热大块原料、生产高质量和稳定性的生物油以及快速启动和关闭的瞬时响应。一些研究人员认为微波热解转化途径可用于处理大量生物质原料。比较研究表明，由于微波辐射的快速加热效应，与传统/电炉热解相比，微波热解产生更多的生物油。
本综述将重点论述木质纤维素生物质的微波热解的最新研究进展，对木质纤维素的组分、热解机制进行系统介绍，并重要讨论微波辅助热解（Microwave Assisted Pyrolysis，MAP）中的热解条件、催化剂种类对产物的影响。
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引文格式
蒋志伟,刘鹏昊,严凯.微波热解木质生物质的研究进展[J/OL].能源环境保护:1-10[2023-12-22].https://doi.org/10.20078/j.eep.20231204.
JIANG Zhiwei,LIU Penghao,YAN Kai.Recent advances in the microwave pyrolysis of lignocellulosic biomass[J/OL].Energy Environmental Protection:1-10[2023-12-22].https://doi.org/10.20078/j.eep.20231204.
