文献综述

1.引言

植物生物质能源是植物通过光合作用获得的太阳能，被誉为最佳的可再生能源，中国每年可利用的生物质能源为9.5亿吨干物质，折合标准煤4.79亿吨。植物生物质主要是由纤维素、半纤维素和木质素构成。木质素是天然的有机高分子化合物，广泛存在于植物体中，数量仅次于纤维素，地球上每年通过光合作用合成的木质素约为500亿吨，目前市场上的工业木质素主要来自造纸废液，每年产量约为5000万吨^[1]。

木质素^[2]是一种芳香类化合物的杂聚体，三种单体分别是香豆醇、松柏醇、芥子醇。在水热条件下木质素会发生分解，由于芳醚键水解断裂，会生成多种苯酚、甲氧基、苯酚等。这些产物可进一步被水解成甲氧基化合物^[3]。木质素是自然界中含量仅次于纤维素的天然有机高分子，它是以3种苯丙烷为结构单元，通过C-C和C-O-C键连接形成的无定形网状大分子，是自然界唯一可再生的芳香类物质原料。木质素在生产大宗化学品和精细化学品方面有着巨大潜力。

木质素^[4]及其改性产品具有良好的分散性和表面活性，在工业领域具有广泛成熟的应用：木质素可以用作染料溶液的稳定剂、水泥助磨剂、除虫杀菌剂的分散剂、粘土或固体燃料水悬浮液稳定剂、钻井泥浆调节剂、循环冷凝水的缓蚀阻垢剂等；木质素磺酸盐还可用作石油、沥青、蜡等乳化剂。木质素的粘合性也具有很广泛的用途。木质素结构中含有大量的羟基、羧基以及双键，内部结合力大、强度较高。作为粘合剂，木质素在木材、建筑领域的应用较多。在农业领域，对于木质素进行改性，可以制备多种功能肥料。木质素比表面积较大，含有多种活性基团，可以用作农药缓释剂。此外，在动物饲料添加剂、植物生长调节剂、土壤改良剂、土面保水剂、医药、冶金和金属工业、印染工业也有一定的应用。

由于木质素大分子结构的惰性，其中只有很少的木质素能得到有效的利用，因此对环境造成的污染也日趋严重。对木质素液化转化为小分子物质是对其最有效的应用途径之一，因此寻找最合适的液化方法就成为人们对木质素研究的焦点。目前对于生物质液化转化成燃料油已有许多研究，且取得了一些成果，对于木质素液化制润滑油尚属于一个较新的领域，具有一定的研究价值。

2.木质素来源

2.1木质素磺酸盐

磺化木质素^[5]又称木质素磺酸盐，是在亚硫酸盐制备纸浆过程中得到的，该造纸法已有80年历史^[6]，在造纸工艺中占据主要的统治地位。木材首先在140到170℃的硫酸盐或者亚硫酸盐中消解，消解过程中木质素与碳水化合物之间的链发生裂解；木质素单元之间的链接断裂，木质素脂肪链发生磺化反应生成木质素。最后一步反应是磺化制浆过程中最关键的一步，也是磺化木质素主要特征形成的步骤。