木質(zhì)纖維素生物質(zhì)是地球上最豐富的可再生資源，主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。可用于制備可持續(xù)的燃料、化學(xué)品和材料。玉米秸稈作為一種多組分木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，通過過程與技術(shù)耦合，實現(xiàn)木質(zhì)纖維素全組分分級高值化利用是實現(xiàn)高效利用的基礎(chǔ)，是未來生物煉制發(fā)展的重要方向。
近期，貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院高分子材料與工程系謝海波教授課題組在國際權(quán)威期刊《Industrial Crops & Products》（一區(qū)，IF= 4.58）發(fā)表了題為“Bio-refining corn stover into microbial lipid and advanced energy material using ionic
liquid-based organic electrolyte”的研究論文，第一作者為團隊2017級碩士研究生汪霞，指導(dǎo)老師謝海波教授。工作充分利用離子液體電解質(zhì)溶劑體系對木質(zhì)纖維素的高效溶解性、原位木質(zhì)素分離能力及其良好的導(dǎo)電性和表面張力，以離子液體為基礎(chǔ)的有機電解液([Emim][OAc]/DMSO (XILs=0.2, XILs為電解液中離子液體的摩爾分數(shù))，將玉米秸稈中的碳水化合物（纖維素/半纖維素）和木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為微生物脂質(zhì)和超級電容器電極材料。其中纖維素和半纖維素經(jīng)12 h的酶解，得到總還原糖（TRS）產(chǎn)率為0.68 g.g-1，葡萄糖產(chǎn)率為0.43 g.g-1。和中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，趙宗保研究員合作，酶解液可代替?zhèn)鹘y(tǒng)葡萄糖為碳源，通過微生物油脂發(fā)酵制備微生物油脂（13.8?g/L biomass and 51.0 % lipid），一種可持續(xù)性油脂化工原料。玉米秸稈中萃取木質(zhì)素與酶解糖化后殘余的木質(zhì)素混合制備木質(zhì)素有機電解質(zhì)溶液，直接與聚丙烯腈摻雜紡絲得到納米纖維，經(jīng)高溫碳化后作為超級電容器的電極材料，在二電極體系下進行電化學(xué)測試得到良好的電化學(xué)性能。
本研究基于離子液體/DMSO有機電解質(zhì)預(yù)處理的方法，將生物質(zhì)的全部主要成分轉(zhuǎn)化為生物脂質(zhì)和先進能源材料，為木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的全組分綜合利用提供了一個很好的范例。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669020300534