文献综述

1引言

我国的生物质资源丰富、种类繁多、数量巨大。较常见的有秸秆、稻壳、薪材、锯末、甘蔗渣、禽畜粪便、生活垃圾等。据统计，我国农作物秸秆可收集量每年约为4.5亿吨，折合标准煤1.8亿吨；稻壳5000万吨，折合标准煤2000万吨；林业加工过程中产生的木质废弃物约2400万立方米，折合标准煤150万吨；各种天然薪材的合理提供量1.4亿吨，折合标准煤0.74亿吨。与我国一次能源中化石燃料的消费量相比，生物质能所占比例并不大。2003年，我国生物质能资源可获得量当量值为296.2Mtce^[1]。

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。从结构与化学组成上看，纤维素为葡萄糖分子通过醚键连接形成的线性高聚物; 半纤维素的成分则较为多样，主要为木糖和甘露糖; 木质素的结构最为复杂，是由羟基或甲氧基取代的苯丙烷单体经无序聚合而成的三维复杂结构。纤维素和半纤维素已广泛用于造纸、制糖和诸如生物乙醇等燃料的生产。然而，作为仅次于纤维素储量的天然可再生资源的木质素却未得到有效合理利用。全世界每年产生大约1.5—1. 8亿吨工业木质素中只有不到2%被利用，主要以木质素磺酸盐的形式用作建筑材料的添加剂，绝大部分作为廉价燃料烧掉或任意排放，不仅造成了资源浪费，还带来严重的环境污染。木质素约占木质纤维素类生物质原料干基重量的15%-40%^[2]，可为植物细胞提供足够的强度和硬度，具有避免生物侵害和水的侵蚀、抗菌、抗氧化、抗吸收紫外线和阻燃等功能。因此，木质素稳定性较高，自然降解速率缓慢。

国外对生物基润滑油的研究较早。在20世纪70年代末，欧洲率先开始生物降解润滑油的研究，并于80年代首先在森林开发中应用，随后应用领域不断扩大，品种和数量不断增多，现已应用于林业机械、农业机械、造纸业等行业中。如在德国所有的开放式锯炼油都必须采用可生物降解型的润滑油，10％的润滑脂也被取代，而且每年以10％的速度递增。奥地利环保立法部门从1992年5月1日起，禁止使用非生物降解的链锯油，美国以多种植物油混合配制了一种植物内燃机油，可以使废气排放量减少20％～30％，而且在发动机的高温、高压状态下，性能与传统机油没有太大差别。美国将在5年内有1/3的内燃机油被这种植物油润滑油取代，以减轻车辆废气对环境的污染，可生降解润滑油2000年在润滑油市场上将占10％的份额。澳大利亚 NJFox、GW Stachowiak对植物基润滑油氧化进行研究。从发展的趋势看，绿色润滑剂必将全面取代环境有害润滑剂。

我国在生物基润滑油研究领域还处于起步阶段，但是政府部门也越来越认识到生物降解润滑油的重要性，而且一些科研单位如南开大学、上海交大、石油大学等陆续开展了有关可生物降解润滑油的研制和开发^[3]。我国在这一领域的研究正日益活跃。植物油尤其是菜籽油具有较好的黏温特性以及优良的润滑性能，可再生，不污染环境，但其分子结构中含有大量的双键，限制了其应用范围和使用寿命。针对这一问题乌学东等^[4]通过试验证明了环氧化是一种提高植物油氧化稳定性的有效方法。王彬以环氧化大豆油为原料，在催化剂存在下使环氧大豆油与乙酸发生反应从而合成了一种新型氧化稳定性好的可生物降解的润滑油。

随着环保法规要求的日益严格，要求采用清洁安全的物质作为润滑油，因而近几年环境友好的可降解生物基润滑油正日益引起研究者的关注。研究与开发可部分替代矿物油基润滑油的可降解高品质生物基润滑油，即以生物质为原料制备润滑油，从而保护环境及促进润滑油整体产业的发展，这也是化工工作者的一个重要任务^[5]。

2木质素相关

2.1 木质素的来源