【2020年度盘点】Green Energy Environ. 生物质领域高被引和封面论文盘点

2020年注定是不平凡的一年，新冠肆虐造成了全世界的大动荡。科技作为第一生产力却并没有因为新冠肺炎而放慢他的脚步。年关将至，让我们一起来盘点一下今年生物质领域的各类热点论文。这一期，我们选取了由中国科学院主管，中国科学院过程工程研究所和中国科学出版社主办的《绿色能源与环境》期刊（GEE），该期刊正式创刊于2016年4月，主编为张锁江院士。

Green Energy & Environment 主要刊登国内外绿色能源、环境友好领域中的基础研究、应用基础、工程技术及计算模拟等方面，具有创新性、突破性和重要科学意义的最新研究成果，设有生物燃料和生物质能，可持续过程中的催化，石化资源的清洁过程和利用，气候变化和污染控制，CO2的捕集、存储和利用，能源的存储和广泛分布，能源转换的绿色溶剂，氢能和燃料电池，生命周期评价，能源和环境方面的新材料，能源和环境相关的模拟计算，太阳能和光伏材料等专栏，接收稿件类型包含学术论文、综述、专题文章、研究快报、简讯、评论和观点等。

2020年JCR公布的首个影响因子为6.395，位于Q1区。

高被引论文

新型超强酸SO4H-功能化离子液体高效水解半纤维素制备糠醛

通讯作者Duan-Jian Tao，江西师范大学先进材料研究所化学化工学院E-mail address: [e-mail] (D.-J. Tao).

本文作者设计并制备了新型超强酸SO4H功能化离子液体(SFIL)并考察了其在木聚糖水解、脱水合成糠醛反应中的催化活性。结合31P MAS NMR表征，此超强酸的活性与酸强度紧密关联，其中SFIL[CH-SO4H][CF3SO3]的催化性能最好，糠醛的产率可达80%以上，催化活性明显高于常用酸性催化剂如磺酸功能化离子液体、矿物酸、Amberlyst-15等。并且此催化剂可以很容易地从反应体系中分离出来，重复使用5次活性无明显降低。

催化转移氢解是裂解木质素和模型化合物的有效途径

通讯作者Jiaguang Zhang，林肯大学化学学院，约瑟夫·班克斯实验室E-mail address: [e-mail].

通过氢解断裂芳基醚键是解聚木质素和木质素转化为有价值的平台化合物的最有潜力的方法之一。用还原性的有机化合物，如甲醇、乙醇、丙醇、甲醛和甲酸等代替高压氢作为氢源的反应是典型的催化氢转移反应。本文作者全面综述了通过氢转移反应断裂α-O-4, β-O-4 和 4-O-5 键氢解木质素和木质素平台分子及其反应机理，主要就不同氢源、氢源供体作用进行分析。此外，作者还对氢解木质素高值化利用的策略多面临的机遇和挑战进行了分析。

一种利用离子液体直接从玉米秸秆制备具有良好力学性能的纤维素纤维的简便方法

通讯作者Xingmei Lu，中国科学院大学化学工程学院，中科院离子液体清洁过程重点实验室   E-mail address: [e-mail]

直接从木质纤维素纺丝是很困难的，而离子液体可以溶解木质纤维素制备纤维素纤维。这种方法的缺点是在溶解过程中纤维素的聚集度下降，而木质素脱除率变差。此外通过这种方法得到的纤维素纤维的断裂拉伸和伸长拉伸变差。本文作者以木质纤维素为原料，通过[C4mim]Cl-L-Arg二元体系溶解玉米秸秆，直接制备纤维素纤维。木质素脱除率可达92.35%，19种纤维素纯度可达85.32%。纤维断裂伸长率达到10.12%，拉伸强度达到420 MPa。这主要是因为L-精氨酸不仅能抑制纤维素的降解，而且还能促进脱木素。采用直接溶解挤压法制备生物质复合纤维，无需任何制浆或前处理步骤，为制备多种新型纤维素材料提供了一条简单有效的途径。

木质素衍生催化剂在绿色合成中的应用

通讯作者：Jinzhu Chen，中国科学院广州能源转换研究所可再生能源重点实验室。暨南大学化学与材料学院化学系广东石墨烯材料及产品工程技术研究中心。中国科学院大学，浙江大学化学与生物工程系教育部生物质化工重点实验室E-mail address:  [e-mail], Tel.: [phone], Fax: [phone] (J. Chen).

这篇文献旨在介绍过去20年木质素催化剂在绿色合成中的应用，为工业化催化剂制备奠定基础。首先对木质素结构进行综述，对应通过各种方法预处理木质素使之产生孔并化学活化利于引入催化活性位。然后对所制得的木质素催化剂活性进行评价并与传统催化剂进行比较，包括木质素固体酸用于裂解、加氢、脱水、酯化、缩合，木质素碱催化剂樱用于Knoevenagel反应，木质素电催化剂、电氧化、电还原，木质素衍生物载体负载金属加氢、氧化、耦合、串联反映、缩合反应、开环、烷基化反应、费托反应等等。通过有效催化剂制备，可以将有机化合物成功转化为各种高附加值化学品和燃料。最后本文对绿色化学中目前研究存在的问题和发展趋势进行了分析。

有机聚合催化剂高效催化高值化生物己糖和糠醇合成

通讯作者：Xinli Tong天津理工大学化学与化学工程学院天津市有机太阳能电池与光化学转换重点实验室，E-mail address:: [e-mail]; [e-mail]. Tel:[phone];

有机聚合物催化剂如苯乙烯氟磺酸、氧化石墨烯和苯乙烯氟磺酸复合物、石墨烯和苯乙烯氟磺酸复合物等可催化转化呋喃醇和己糖为高价值精细化学品。研究发现苯乙烯氟磺酸可有效催化呋喃醇转化为乙酰丙酸甲酯，收率高达96.4%。氧化石墨烯和苯乙烯氟磺酸复合物可有效转化果糖为5-羟甲基糠醛，收率高达76.5%。最后作者优化可反应条件并对催化剂结构性质进行了分析。

均相水溶液中一锅法降解纤维素为炭量子点和有机酸

通讯作者Lifeng Yan，中国科学院软物质化学重点实验室，合肥微尺度物理科学国家实验室，中国科学技术大学化学物理系，传真/电话：[phone]；E-mail address：[e-mail]

纤维素作为丰富的生物高聚物，可作为化工原料和材料的原料。通过简单的工艺有效地转化纤维素是一个关键。在均相溶液中的降解纤维素为自由基分子链并分离是有吸引力的点。首先将微晶纤维素溶解在氢氧化钠和尿素的水溶液中，然后在不同的温度和时间下进行水热反应。荧光碳点(CDs)与草酸、甲酸、丙二酸、乳酸、乙酸、反丁烯二酸等6种有机酸协同生成。研究了不同反应条件下有机酸和CDs的收率以及CDs的荧光量子效率(QY)。结果表明，有机酸和CDs的最大收率分别为80.1%和6.03%，CDs的最大QY为10.9%。荧光研究表明，制备的CDs在酸性条件下对铁离子具有高效的选择性和敏感性，是一种潜在的检测Fe3+的荧光传感器。重要的是，它提供了一个以有机分子和CDs为产物的纤维素在均相水溶液中的降解路线图。

深共晶溶剂在生物质预处理转化中的应用

通讯作者：Yu Chen廊坊师范学院化学与材料学院[e-mail]，Tiancheng Mu中国人民大学化学系，[e-mail]

生物质可再生、丰富、廉价，具有生物相容性和可降解性，已被用于生产化学品、材料、能源和燃料。然而，大部分生物质，特别是大部分生物质聚合物不溶于普通溶剂，阻碍了它们的预处理和转化。深共晶溶剂(DESs)具有环境友好、价格低廉、可调性强、溶解性好等优点，在生物质预处理和转化中具有潜在的应用前景，可用作溶剂或催化剂等。本文综述了DESs在生物质预处理和生物质转化为高附加值产品方面的应用。重点研究了生物质与DESs的相关问题:(1)生物质预处理的DESs;(2)生物质的溶解、分离或从生物质中提取化学物质的实验;(3)生物质转化的DESs;(4) DESs用于生物质预处理转化的缺点及可回收性。

麦草高分子量纤维素在胆碱/L-赖氨酸盐酸盐深共熔溶液中的溶解

通讯作者 Lifeng Yan 中国科学院软物质化学重点实验室，合肥微尺度物理科学国家实验室，中国科学技术大学化学物理系，邮箱：[e-mail]

纤维素绿色溶解溶剂是绿色化学的一个重要研究课题，特别是高分子天然纤维素绿色溶解溶剂，目前报道较少。深共晶溶剂是一种典型的绿色溶剂，近年来引起了人们的广泛关注。这里将高分子量的天然纤维素(DP >3000)，直接溶解于胆碱/赖氨酸(Ch/Lys) DES中，溶液稳定性好，溶解度可达5%。流变学研究表明，天然纤维素在DES溶液中能很好地分散，在高浓度时表现出凝胶化。在溶液中加入稀酸水溶液，可使溶解的纤维素再生。它提供了一种能量对话和制备纤维素溶液的环保路线，这使得在其均相溶液中将纤维素转化为有价值的化学物质和材料成为可能。

封面论文

生物质衍生多孔炭高效脱除Pb(II)和Cd(II)

作者信息：Anqi Wang , Zhikeng Zheng , Ruiqi Li a, Di Hu , Yiran Lu , Huixia Luo, Kai Yan , 广东省环境污染控制与修复技术重点实验室，中山大学环境科学与工程学院，布朗大学工程学院，中山大学材料科学与工程学院，

E-mail address: [e-mail]

作者合成了具有层状石墨烯结构(LPC)的木质素基多孔碳，并将其应用于高效脱除Pb(II)和Cd(II)。LPC具有类似石墨烯的多孔结构，有利于重金属离子的扩散和固定。LPC对Pb(II)的吸附容量为250.5 mg g−1，对Cd(II)的吸附容量为126.4 mg g−1，远远优于已报道的吸附剂。作者用准二级动力学模型和Freundlich等温线模型对吸附过程进行了详细描述。LPC很容易再生，连续使用5次后对Pb(II)和Cd(II)的去除率仍然分别高达96%和92%。由本文可知，以木质素为原料，从可再生生物质中提取的多孔炭是回收废水中重金属的一个好材料。本研究可促进生物质高值化利用并解决环境污染问题。

生物基储能人造板的相变和热特性

通讯作者DamienMathis 拉瓦尔大学NSERC生态木材建筑工业研究主席(CIRCERB)， [e-mail]

作者制备了具有生物基相变性的(PCMs)袋的装饰木板，使用了三种不同的PCM混合物:癸酸和月桂酸的混合物，以及两种商业产品，Puretemp®20和Puretemp®23 (Puretemp)。面板由密度纤维板(MDF)填充，塑料袋由PCM填充。高密度纤维板(HDF)是用在面板的顶部包围PCM袋。首先用差示扫描量热法(DSC)测试PCM混合物。用动态热流仪(DHFMA)测量了熔炼和凝固过程中各板的相变温度和总蓄热量。比较DSC和DHFMA的结果，以便更好地理解从这两种技术收集的结果。差示扫描量热法(DSC)校准在评价PCMs时显得很重要。这些面板提供了适合于建筑应用的相变温度和潜热存储。使用Puretemp®23制作的面板能量最高，为57.1 J.g−1。对面板进行热循环以研究热可靠性，结果显示两种产品的热性能有微小的变化。对于所有情况，潜热被发现是稳定的。这些面板的湿机械性能也被评估，设计成具有美感的装饰面板。本研究揭示了一种新型PCM储热板的潜力，并带来了关于PCM产品热特性的全面知识。