《木質(zhì)纖維素生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)》聚焦于木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的高效利用，系統(tǒng)闡述其結(jié)構(gòu)特性、轉(zhuǎn)化機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)路徑。全書以生物質(zhì)資源化利用為核心，從纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三大組分的分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)特性切入，深入探討生物質(zhì)預(yù)處理、組分分離及定向轉(zhuǎn)化的科學(xué)原理。通過分析物理、化學(xué)、生物等預(yù)處理技術(shù)對生物質(zhì)解構(gòu)的影響，結(jié)合催化裂解、熱解、氧化還原等反應(yīng)機(jī)制，詳細(xì)解析了木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為芳香族化合物、綜纖維素降解為糖類平臺分子以及聚合物催化合成高附加值產(chǎn)物的過程。書中還涵蓋生物質(zhì)氣化合成燃料、快速液化提質(zhì)等前沿技術(shù)，揭示了催化劑設(shè)計、反應(yīng)條件優(yōu)化及產(chǎn)物調(diào)控的關(guān)鍵作用，為生物質(zhì)資源從基礎(chǔ)研究到工業(yè)應(yīng)用提供理論支撐。本書注重理論與實踐結(jié)合，不僅梳理了生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化的化學(xué)基礎(chǔ)與技術(shù)框架，還結(jié)合最新研究進(jìn)展，探討不同技術(shù)路線的優(yōu)勢、挑戰(zhàn)及產(chǎn)業(yè)化潛力。書中通過案例解析與數(shù)據(jù)分析，展示了生物質(zhì)在能源、材料、化學(xué)品等領(lǐng)域的應(yīng)用前景，助力生物質(zhì)綠色轉(zhuǎn)化技術(shù)的創(chuàng)新。本書既適合作為生物質(zhì)利用、催化化學(xué)、可再生能源領(lǐng)域的研究者和技術(shù)人員的專業(yè)參考用書，也可作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)教師、高年級本科生和研究生的教材。
碳達(dá)峰與碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)開啟了中國新一輪能源革命與經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式變革的新紀(jì)元，對促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。要實現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，必須大規(guī)模使用具有零碳/負(fù)碳屬性的可再生能源。木質(zhì)纖維素生物質(zhì)是太陽能的有效存儲器，是自然界光合作用產(chǎn)生的具有碳匯屬性的可再生含碳資源，數(shù)量巨大、來源穩(wěn)定。木質(zhì)纖維素生物質(zhì)資源的規(guī)�；檬且�(guī)模化替代化石原料和產(chǎn)品、降低碳排放量、固定二氧化碳的理想途徑，現(xiàn)已成為清潔可再生資源研究和應(yīng)用的核心。
木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的催化轉(zhuǎn)化利用途徑與利用方式多種多樣，轉(zhuǎn)化過程包括定向解聚、氣化-合成、快速熱解等；利用方式包括液體燃料、熱能、功能材料及化學(xué)品等。這些轉(zhuǎn)化利用途徑均較為復(fù)雜，涉及熱能工程、化學(xué)工程等多學(xué)科及其交叉領(lǐng)域，已成為新能源與可再生能源領(lǐng)域的一個重要方向，近年來發(fā)展非常迅速。
本書針對木質(zhì)纖維素生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，系統(tǒng)介紹了木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料的組成結(jié)構(gòu)、三組分（纖維素、半纖維素及木質(zhì)素）分離、各組分的催化降解與轉(zhuǎn)化利用等技術(shù)。其中，第1章對生物質(zhì)結(jié)構(gòu)與主要利用途徑進(jìn)行了介紹，第2章主要介紹了生物質(zhì)預(yù)處理與組分分離，第3章和第4章分別詳細(xì)介紹了木質(zhì)素催化降解與轉(zhuǎn)化、綜纖維素催化降解與轉(zhuǎn)化，第5章對解聚產(chǎn)物催化轉(zhuǎn)化利用進(jìn)行了介紹，第6章、第7章分別介紹了生物質(zhì)氣化-合成轉(zhuǎn)化、生物質(zhì)直接液化與催化提質(zhì)。本書力求內(nèi)容全面，結(jié)構(gòu)清晰，技術(shù)具有前沿性。
本書編寫過程中，文承彥、莊修政、胡曉紅、宋苗嘉、房振全、任夏瑾、王吳玉、張嘉鵬、周琳菲、李光耀、張永童、陳錦成、郭寧、陳鴻鴻等同學(xué)在內(nèi)容素材的收集與整理、文字潤色、插圖繪制、表格編輯、文字校對、參考文獻(xiàn)校對等方面做了大量細(xì)致的工作，在此一并表示感謝。
編著者
2025年4月
第1章 生物質(zhì)結(jié)構(gòu)與主要轉(zhuǎn)化利用途徑001
1.1 緒論001
1.1.1 生物質(zhì)的概念001
1.1.2 生物質(zhì)的分類002
1.1.3 生物質(zhì)的特點002
1.2 生物質(zhì)的組成特征與結(jié)構(gòu)003
1.2.1 纖維素003
1.2.2 半纖維素006
1.2.3 木質(zhì)素007
1.3 生物質(zhì)主要轉(zhuǎn)化利用途徑013
1.3.1 生物質(zhì)預(yù)處理與組分分離013
1.3.2 生物質(zhì)直接液化與催化提質(zhì)013
1.3.3 木質(zhì)素催化降解與轉(zhuǎn)化014
1.3.4 綜纖維素催化降解與轉(zhuǎn)化014
1.3.5 解聚產(chǎn)物催化轉(zhuǎn)化利用014
1.3.6 生物質(zhì)氣化-合成轉(zhuǎn)化015
參考文獻(xiàn)015
第2章 生物質(zhì)預(yù)處理與組分分離020
2.1 生物質(zhì)預(yù)處理技術(shù)021
2.1.1 物理預(yù)處理021
2.1.2 化學(xué)預(yù)處理023
2.1.3 有機(jī)溶劑預(yù)處理025
2.1.4 離子液體預(yù)處理027
2.1.5 低共熔溶劑預(yù)處理029
2.1.6 氧化預(yù)處理030
2.1.7 生物預(yù)處理033
2.1.8 組合預(yù)處理033
2.2 生物質(zhì)三組分催化分離036
2.2.1 還原催化分離036
2.2.2 氧化催化分離039
參考文獻(xiàn)041
第3章 木質(zhì)素催化降解與轉(zhuǎn)化046
3.1 木質(zhì)素酸/堿催化解聚046
3.1.1 酸催化木質(zhì)素解聚046
3.1.2 堿催化木質(zhì)素解聚048
3.1.3 酸堿催化解聚的影響因素049
3.1.4 催化體系對酸堿催化解聚的影響050
3.2 木質(zhì)素催化氧化解聚054
3.2.1 木質(zhì)素催化氧化解聚簡介054
3.2.2 化學(xué)催化氧化解聚058
3.2.3 電化學(xué)催化氧化解聚066
3.2.4 光催化氧化解聚067
3.3 木質(zhì)素催化還原解聚068
3.3.1 木質(zhì)素催化還原反應(yīng)機(jī)理069
3.3.2 還原解聚中的氫解反應(yīng)069
3.3.3 木質(zhì)素催化氫解的影響因素072
3.4 木質(zhì)素催化熱裂解079
3.4.1 木質(zhì)素催化熱裂解技術(shù)簡介079
3.4.2 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的影響081
3.4.3 木質(zhì)素催化熱裂解的影響因素082
參考文獻(xiàn)087
第4章 綜纖維素催化降解與轉(zhuǎn)化101
4.1 綜纖維素催化熱裂解101
4.1.1 纖維素的催化熱裂解101
4.1.2 半纖維素的催化熱裂解107
4.2 綜纖維素酸催化解聚轉(zhuǎn)化111
4.2.1 綜纖維素酸催化解聚機(jī)理112
4.2.2 綜纖維素酸催化解聚的反應(yīng)介質(zhì)113
4.2.3 綜纖維素酸催化解聚的催化劑114
4.3 幾種主要平臺化合物的催化制備120
4.3.1 呋喃類平臺化合物121
4.3.2 乙酰丙酸類平臺化合物130
4.3.3 其他平臺化合物133
參考文獻(xiàn)137
第5章 解聚產(chǎn)物催化轉(zhuǎn)化利用149
5.1 酚類平臺化合物加氫脫氧轉(zhuǎn)化149
5.1.1 酚類平臺化合物的性質(zhì)與應(yīng)用149
5.1.2 酚類平臺化合物加氫脫氧催化技術(shù)150
5.2 糖及其衍生物加氫脫氧轉(zhuǎn)化154
5.2.1 糖類化合物的特性154
5.2.2 糖及其衍生物加氫脫氧催化劑156
5.2.3 糖類平臺化合物的應(yīng)用163
5.3 平臺化合物偶聯(lián)增碳與加氫脫氧煉制164
5.3.1 平臺化合物的碳碳偶聯(lián)反應(yīng)165
5.3.2 偶聯(lián)產(chǎn)物的加氫脫氧轉(zhuǎn)化171
參考文獻(xiàn)173
第6章 生物質(zhì)氣化-合成轉(zhuǎn)化180
6.1 生物質(zhì)氣化氣催化凈化與組分調(diào)變180
6.1.1 生物質(zhì)氣化氣催化凈化180
6.1.2 生物質(zhì)氣化氣組分調(diào)變186
6.2 合成氣合成液體燃料194
6.2.1 合成氣制甲醇195
6.2.2 合成氣制二甲醚199
6.2.3 合成氣制乙醇202
6.2.4 合成氣合成液態(tài)烴類燃料207
6.2.5 合成氣合成芳烴燃料214
6.2.6 CO2 加氫合成液體燃料221
參考文獻(xiàn)225
第7章 生物質(zhì)直接液化與催化提質(zhì)238
7.1 生物質(zhì)快速熱解技術(shù)238
7.1.1 基本特征239
7.1.2 影響因素240
7.1.3 熱解機(jī)理241
7.1.4 快速熱解技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用244
7.2 生物質(zhì)催化熱解技術(shù)245
7.2.1 催化熱解的主要形式247
7.2.2 催化熱解的催化體系250
7.3 生物質(zhì)水熱液化技術(shù)253
7.3.1 水熱液化基本特征255
7.3.2 水熱液化影響因素257
7.3.3 水熱液化機(jī)理259
7.3.4 催化劑對水熱液化的影響260
7.4 生物油催化提質(zhì)264
7.4.1 生物油的品質(zhì)缺陷264
7.4.2 生物油的精煉提質(zhì)265
7.4.3 生物油的應(yīng)用現(xiàn)狀273
參考文獻(xiàn)274
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