木质素提取的预处理研究进展

唐晓红

(河南财政金融学院 环境经济学院，河南 郑州 450046)

木质素是交叉链接的酚聚合物，主要由苯丙烷单元组成，是芳香族化合物中少有的可再生资源之一，是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源，可作为肥料、土壤改良剂、纸张增强剂、絮凝剂、粘结剂、水泥减水剂和沥青添加剂等，具有广阔的应用前景。如果对木质素进行后续的催化解聚，还可以生产芳香单体，或获得生物燃料，故木质素具有很重要的开发利用价值。从农林废弃物中提取木质素可再生生物资源是一种既经济又环保的方法，然而，由于自然界中木质素与纤维素、半纤维素等往往相互连接，形成木质素-碳水化合物复合体，因此，从木质纤维素生物质中有效分离木质素长期以来都是研究热点。

1 木质素提取的预处理方法

1.1 有机溶剂法

有机溶剂法的优点是提取的木质素纯度高，灰分极低，碳水化合物含量可忽略不计。

从木质纤维素中仅生产乙醇的工艺是不经济的。2005年，ARATO C等[1]开发了一种生物精炼技术，该技术采用一种以乙醇为基础的有机溶剂，从木质生物质中回收木质素、糠醛、木糖、醋酸和脂质萃取馏分，经处理的木质纤维素极易酶解发酵生成乙醇。生产过程中的乙醇溶剂可回收并循环使用，再生工艺水很清洁，BOD5低，也可循环使用。整个工艺过程可减少温室气体的排放，符合《京都议定书》的规定。而且多种产品的收入，特别是木质素、乙醇和木糖组分的收入，确保了这一过程极好的经济效益。2013年，POURSORKHABI V等[2]利用N,N-二甲基甲酰胺的固液萃取法从木质纤维素乙醇生产的固体副产物中提取木质素，该副产物是蒸汽爆破预处理后酶解过程的残渣，经洗涤后使用，木质素提取后固体副产物木质素含量由63%降低到43%。

2014年，YANEZ S M等[3]以乙醇为有机溶剂从蓝桉木素中提取木质素，研究了提取条件对木质素分子结构的影响。实验采用核磁共振、紫外-可见光谱、傅立叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱对分离的木质素进行了结构表征。结果表明，随着预处理程度的增加，相对于未处理的木质素，提取的木质素分子量下降幅度在36%～56%之间。此外，随着有机溶剂处理强度的增加，脂族羟基含量大幅下降，丁香酚单元和缩合酚结构增加。

椰壳纤维中木质素的质量含量高达38%左右。2018年，朱宛萤等[4]以椰壳纤维为原料，以离子液体辅助乙二醇为萃取剂，在微波加热条件下提取木质素。实验得出最佳反应条件为：微波功率0.4 kW，提取时间25 min，乙二醇体积含量95%。在最佳工艺条件下木质素得率可达72%，紫外和红外光谱分析结果表明，提取的木质素保持了原有的木质素结构。

2019年，SAHA M等[5]以1,4-二恶烷为主要溶剂(外加少量催化剂和水)，采用索氏提取法从造纸废竹中提取木质素，从10 g的原料中提取了1.5 g的木质素。实验采用红外光谱和热重分析仪测定了所提取木质素的纯度、结构和热性能，采用元素分析仪和凝胶渗透色谱法测定了木质素的元素组成和质量，发现在1,4-二恶烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等多种有机溶剂中所提取的木质素的溶解度，优于其他工艺所提取的木质素。提取的木质素经热解制得热解油和焦，他们分析了生物油和生物炭的组成，结果表明，热解油芳香族含量较高，生物炭含碳量较高。

提取木质素是木质纤维素生物质价值最大化的关键。2020年，ZIJLSTRA D S等[6]以核桃壳作为模型生物质，对以低度乙醇为基础的有机溶剂进行了详细的研究，目的是了解木质素的提取效率和所得木质素聚合物的结构。通过对不同提取条件的监测，揭示了在不同提取条件下木质素的分子量和结构方面的变化。从乙醇到正戊醇，研究发现，在萃取条件下，乙醇的掺入可增加较大木质素的溶解度。这项研究证明了如何通过调整分馏的设置和条件来影响和调整木质素的特性，以适应下游的需求。

1.2 碱法

与有机溶剂法相比，纯碱法提取木质素的产量更高。比如，2018年，JAVIER F R等[7]使用乙醇有机溶剂法和纯碱法两种方法，比较研究了从杏仁壳木质纤维素废料流中生产高纯度木质素，结果证明，纯碱法提取木质素的产量较高。提取方法不仅对木质素产量有影响，对木质素基下游产品的微观结构和力学性能也有影响。2018年，SHI X等[8]为了优化玉米秸秆酶解残留物的使用，探索低成本、可持续的碳纤维替代原料，他们采用不同的提取方法从玉米秸秆酶解残留物中提取了3种木质素样品，并在相同的工艺条件下，通过静电纺丝、热稳定和碳化，将其转化为碳纤维。实验发现，3种碳纤维的微观结构和力学性能均有差异，用乙醇有机溶剂法提取的木质素碳膜是光滑而脆的，甲酸-醋酸有机溶剂提取的木质素碳纤维存在微孔，导致机械性能较差。相比之下，碱法提取的木质素碳纤维具有较好的微观结构和力学性能。

纤维素乙醇生产废弃物的资源化利用越来越受到人们的重视。2015年，潘奇等[9]以杨树酶解纤维为原料，从生物乙醇发酵残渣中用碱法提取酶解木质素，并对其结构进行了表征。通过单因素实验分析，研究了碱浓度、料液比、反应温度和时间对木质素提取的影响，并通过正交试验优化了反应条件，得出最佳木质素提取条件为NaOH 40 g/L，料液比1∶30，反应温度60 ℃，反应时间2.5 h。紫外和红外光谱表明，木质素保持了完整的木质素结构，主要以丁香基木质素为主，具有较高的化学活性。

2019年，程芳等[10]用四甲基氢氧化铵从麦草中提取木质素，通过正交试验，优化条件如下：四甲基氢氧化铵浓度为250 g/L，时间为14 h，温度为50 ℃，料液比为1∶14 g/mL，单因素实验得出木质素提取率达79.9%。他们还采用凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和核磁共振对提取的木质素进行了分析，发现木质素具有H-G-S型木质素的结构特征，最大紫外吸收峰位于280 nm处，木质素在分离过程中的功能结构保持完整。

甘蔗渣木质素及其氧化衍生物可作为食品油脂的抗氧化剂。2015年，KAUR R等[11]采用不同浓度(1%、5%和10%)的NaOH溶液，从甘蔗渣中提取木质素，并对其进行结构表征、氧化和抗氧化活性评价。实验对未处理和处理后的甘蔗渣样品进行了化学成分分析，结果表明，10%的NaOH对甘蔗渣脱木质素的影响最大。研究还用酸化水对提取的木质素进行了纯化，再用10%的H2O2进行了氧化得到氧化木质素。结构表征和自由基清除能力结果显示：由于木质素中的酚基比氧化木质素多，故木质素比氧化木质素具有更高的抗氧化活性，但它们的抗氧化活性均高于3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯，低于3-叔丁基-4-羟基茴香醚。甘蔗渣是制糖业的一种廉价副产品，每年都会大量生产。2020年，RATANASUMARN N等[12]采用响应面法结合Box-Behnken设计优化甘蔗渣中木质素的碱解条件，评价木质素提取物在化妆品中的功能特性。实验改变3个工艺参数：NaOH溶液浓度(3%～7%)、温度(115～135 ℃)和时间(30～60 min)，结果表明，从甘蔗渣碱解得到的木质素提取物可作为一种具有抗衰老、防晒和美白功能的生物活性多功能成分，具有很大的潜力。

1.3 酸法

酸法提取的木质素在结构上与碱法木质素相似，但是热稳定性优于碱法木质素，木质素可成为可再生能源(如生物燃料)和生物材料(如塑料、粘合剂)的宝贵来源，因此，从造纸厂溶解浆生产过程中的预水解液中分离木质素，将会为溶解浆部门创造新的收入。2012年，JAHAN M S等[13]以溶解浆为原料，用稀硫酸溶液酸化预水解液，然后在二氧六环溶液(9∶1)中溶解纯化，再用乙醚沉淀分离木质素。实验还从枫树、杨树、桦树等硬木中直接用二氧六环溶液提取木质素，并与预水解液木质素的特性进行了比较。结果发现，与其他木质素样品相比，预水解液分离得到的木质素分子量较低，核磁共振氢谱数据表明，预水解液木质素中酚羟基含量显著增加，这是由于预水解过程中芳基醚键断裂引起的，从预水解液中分离得到的木质素在聚合物工业中具有一定的应用潜力。同年，XU K M等[14]采用酸沉淀法从造纸芦苇黑液中提取木质素，采用单因素和正交实验进行优化研究，得到了最佳提取条件：pH为2，反应温度为60 ℃，混凝时间为30 min，絮凝温度为70 ℃。结果表明，硫酸的提取效果优于盐酸，其pH值对木质素产率的絮凝效果最大。

用有机酸水溶液提取木质素也是一种有效的方法。2013年，贾玲等[15]采用甲酸-乙酸水溶液提取玉米芯木质素，并用响应面分析法研究了工艺参数对木质素得率的影响，确定了最佳工艺条件(4∶5(甲酸∶乙酸体积比)、91 ℃、4 h)。响应面分析法模型预测木质素的最高产率为67.91%，实验值为70.16%。实验测试结果表明，该有机酸水溶液提取的木质素在结构上与碱法木质素相似，由愈创木基、紫丁香基和对羟基苯丙烷基组成，但是热稳定性优于碱水溶液提取的木质素。

2016年，JUAN D R等[16]从麦秸为原料生产的造纸苏打黑液中，经过酸沉淀工艺回收木质素。实验采用3种不同的无机酸(H3PO4、H2SO4和HCl)进行酸沉淀分离木质素，发现虽然用磷酸获得的木质素产量最高，但硫酸法是最经济的。研究还对沉淀木质素样品进行了物理化学表征，结果表明用三种不同的无机酸所分离的木质素的热性质和化学结构均无显著差异。木质素是木材的主要成分之一，但木质素的存在会给造纸过程带来麻烦，木质素会降低纸张的物理和光学性能。2020年，NURUL A S等[17]采用热酸法和离心酸法两种提取方法提取了木质素，改善了纸品的物理性能和质量。

1.4 低共熔溶剂法

低共熔溶剂是指由一定化学计量比的氢键受体(如季铵盐)和氢键供体(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)组合而成的两组分或三组分低共熔混合物，其凝固点显著低于各个组分纯物质的熔点。低共熔溶剂法是一种高效、简便的提取活性木质素的前处理方法。

2019年，LOU R等[18]用氯化胆碱-乳酸低共熔溶剂从麦草中成功提取出了纯度较高的木质素(气干样品可达81.5%，炉干样品可达85.9%)，提取率达94.8%。实验研究了反应时间、处理温度和麦草含水率对木质素得率、纯度和化学结构的影响，发现麦草中水分含量影响木质素与低共熔溶剂之间氢键的相互作用，是影响木质素提取率和化学性质的关键因素。氯化胆碱-乳酸低共熔溶剂提取的麦草木质素由分散良好的纳米颗粒组成，粒径分布较窄，最大粒径为70～90 nm。

2019年，LIU Y等[19]提供了一种有效、简便的生物质废弃物预处理方法，可增强木质纤维素的酶解糖化，即采用三乙基苄基氯化铵-乳酸低共熔溶剂对麦秸进行预处理，以分离生物质和提取木质素，系统考察了预处理时间、温度、三乙基苄基氯化铵-乳酸摩尔比对预处理效果的影响。结果表明，经三乙基苄基氯化铵-乳酸(1∶9)、373 K预处理10 h后，增强了木质纤维素的酶解糖化。单糖总得率为0.550 g/g麦秸，为理论得率的91.27%，木质素去除率为79.73%±0.93%。而且，核磁共振测定结果表明，提取的木质素(75.69%±1.32%)主要由丁香基单元和邻甲氧苯基单元组成。

2019年，TAN Y T等[20]研究了低共熔溶剂酸组分中官能团对木质素提取的影响，即以氯化胆碱-乳酸和氯化胆碱-甲酸两种不同羧酸氢键供体合成的酸性低共熔溶剂，对木质纤维素油棕榈空果串进行预处理。结果表明，羟基和短烷基链的存在促进了生物质的分馏和木质素的提取，氯化胆碱-乳酸提取的木质素与商业木质素(其酚羟基含量为3.33～3.72 mmol/g木质素)类似。

用于预处理的低共熔溶剂也可以重复使用，具有较高的溶剂回收率和较高的木质素提取率。2020年，OH Y J等[21]研究了氢键供体对氯化胆碱低共熔溶剂萃取松木木质素的影响。实验制备了25种含酸、羟基、酰胺和二元氢键供体的氯化胆碱基低共熔溶剂，并成功地用于松木粉的预处理。结果表明，预处理后的生物质中葡聚糖含量增加，而半纤维素和木质素含量显著降低。随着低共熔溶剂极性和氢键酸性的增加，生物质预处理效率提高。从生物质中提取木质素，最佳的低共熔溶剂为酸性值最高的氯化胆碱-乳酸-甲酸(氯化胆碱∶乳酸∶甲酸为1∶1∶1)。预处理后的生物质颗粒尺寸减小，半纤维素和木质素含量降低，酶解糖化率提高。在低共熔溶剂预处理生物质过程中，溶剂可回收，木质素收率可达60%，纯度可达90%以上，所得木质素的分子量远低于天然纤维素酶木质素的分子量。

在使用低共熔溶剂进行生物质分馏后，溶剂回收是一个必不可少的步骤，常规的实验室方法是使用冷水沉淀木质素，但需要大量的水。因此，2020年，SMINK D等[22]提出以2-甲基四氢呋喃为萃取剂的液-液萃取法作为工业应用的替代方法，研究了从乳酸和氯化胆碱组成的低共熔溶剂中回收木质素，并对其进行了不同配比的研究。实验在25 ℃、50 ℃和75 ℃测定了低共熔溶剂与2-甲基四氢呋喃之间的相平衡，发现氯化胆碱的加入降低了2-甲基四氢呋喃与乳酸的互溶性，随着低共熔溶剂组分的变化，溶剂中木质素的总体平衡分布变化不大，但分布取决于木质素的摩尔质量，低摩尔质量分数的分布系数在1左右，高摩尔质量分数的分布系数在0.1以下，而且水的加入可极大地提高摩尔质量木质素的萃取。

1.5 球磨法

球磨法几乎不用溶剂，成本低、操作方便、工艺条件温和。2013年，徐建等[23]发明了一种提高木质素活性的湿球磨法，即在常温常压下，将1∶1～1∶5的物料和加工液放入球磨槽中，加入10～100个磨球，球磨在密封条件下进行30～180 min，转速为300～1 000 rpm。球磨后得到的样品经过清洗和过滤，并在35～80 ℃的温度下进行真空干燥。此发明可大幅度提高木质素活性基团含量，降低木质素的多分散性，促进木质素进一步高价值转化和利用。

2014年，SIPPONEN M H等[24]研究了球磨对玉米茎结构成分的影响与碳水化合物酶解的关系，他们采用球磨法对无萃取玉米茎材进行了不同的球磨时间，球磨时间最长为12 h，实验结果表明在球磨过程中木质素没有发生全面降解。

木质素是最丰富的芳香族化合物，但由于质量较低，目前仍未得到充分利用。为了提高工业木质素的质量，2015年，QU Y等[25]研究比较了湿球磨法和离子液体法两种预处理工艺对工业木质素结构的改性，并对其平均分子量和多分散性、表面形貌和官能团变化进行了评价。结果表明，用磷酸湿球磨处理木质素后，木质素的多聚性显著降低23%，酚羟基含量显著增加9%。而经过离子液体处理的样品，木质素平均分子量和多分散性显著降低，颗粒尺寸减小，多孔结构出现，甲氧基显著降低。

2018年，GRIGORY Z等[26]研究了球磨对松木木质素结构和摩尔质量的影响，结果表明，在球磨过程中，主要是高摩尔质量的木质素降解，低摩尔质量的木质素降解不明显。这与2014年SIPPONEN M H[24]的研究结果一致。

2020年，KIM T H等[27]使用台式球磨反应器，对稻壳、稻秆、大麦秸秆3种主要农作物秸秆进行了乙醇有机分馏-球磨工艺研究，稻壳、稻秆、大麦秸秆的木质素提取率最高分别为55.2%、53.1%和59.4%，稻壳、稻秆回收木质素的纯度为99.5%，大麦秸秆回收木质素的纯度为96.8%。

1.6 复合介质法

木质素结构复杂，分散性高，它的不均一性是制约其应用价值的一个关键问题，将非均质木质素分解为几个均质木质素是克服这一局限性的一种有效和实用的方法。而复合介质具有很强的渗透性，能穿透纤维的细胞壁，有利于木质素的分解和去除。

早在2005年，PASQUINI D等[28]利用乙醇-水混合物和二氧化碳在高压下分别从甘蔗渣和大松木片中提取木质素。实验中，用于甘蔗渣的乙醇-水混合物为50%～100%的乙醇，反应时间为30～120 min；用于大松木片的乙醇-水混合物为30%～100%的乙醇，反应时间为30～150 min。采用阶乘实验设计，在14.7～23.2 MPa和142～198 ℃范围内，研究了压力和温度对木质素得率的影响。所获得的结果表明，温度对木质素得率的影响比压力大得多，在16.0 MPa和190 ℃的温度下得到了最佳的结果，较高的压力反而会导致较高的残余木质素含量。

2017年，LI S X等[30]研究了一种新型的预处理工艺，使竹子转化为可消化的纤维素、降解糖和木质素。实验中竹子用60%的丙戊内酯和40%的0.05 mol/L的H2SO4水溶液复合介质进行预处理，得到富含纤维素的固体馏分。通过超声波和加入NaCl对所得液进行进一步处理，得到了富含降解糖的水相和含有木质素的丙戊内酯相，易于分离回收。结果表明，处理后的酶解比未处理的酶解提高了6.7倍，水相释放的降解糖中含有单糖(70.72～160.47 g/kg)和多糖(46.4～181.85 g/kg)，所得木质素纯度高、分子量小(1 820～2 970 g/mol)、多分散性低(1.93～1.98)。此研究为禾本科生物质转化为有用的原料创造了一种新的预处理工艺，在燃料、化学品和聚合物领域具有潜在的应用前景。

2019年，WANG G等[31]使用乙酸戊内酯与水混合作为木质素分离的绿色溶剂，将酶解木质素溶解在60%乙酸戊内酯水溶液中，然后依次在40%、30%和5%乙酸戊内酯水溶液中梯度沉淀，得到3个不同组分的木质素。凝胶渗透色谱分析表明，3种不同组分的木质素多分散性较酶解木质素低，而且由于不同分子量的木质素在乙酸戊内酯水溶液中的溶解度不同，其相对分子质量呈逐渐下降趋势。溶剂回收研究表明，乙酸戊内酯具有较高的回收率，回收后的乙酸戊内酯与新鲜乙酸戊内酯具有相同的木质素分馏性能。与传统的许多有机溶剂分馏相比，此方法提供了一种绿色高效的木质素分馏途径，显著降低了木质素的分子量、多分散性和结构异质性。

2020年，JIANG Y等[32]采用超临界二氧化碳、乙醇和水复合萃取介质从桉木纤维中提取木质素，并对其提取机理进行了研究。与高温乙醇提取法相比，此复合萃取介质木质素得率提高了49.7%，平均分子量也提高了。在萃取过程中发生了物理和化学协同作用，二氧化碳和水在高温高压下形成的碳酸可以提供一个酸性环境，有效地降解半纤维素。在此过程中，由二氧化碳和乙醇形成的甲醛也阻止了提取木质素片段的凝结。所得木质素具有较高的酚羟基和丁香基含量。

1.7 高沸醇法

高沸点溶剂是指沸点一般在150 ℃以上的溶剂，具有高沸点，在常温不易挥发。高沸醇木质素是通过高沸醇溶剂法从植物原料中提取出来的一种新材料，它本身可以自然降解，所以又是一种绿色化学品。木质素是由多个芳香环组成的复杂的高分子。高沸醇木质素在制备过程中没有经过碱或亚硫酸盐蒸煮，因此较好地保留了木质素的化学活性。

早在2003年，KISHIMOTO T等[33]为阐明高沸点溶剂制浆过程中木质素的回收和木粉的脱木素作用机理，就以70%的1,4-丁二醇水溶液，在220℃无酸催化剂条件下，采用沉淀法从黑液高沸点溶剂中回收提取木质素，并对其进行凝胶渗透色谱和核磁共振定量研究，发现不但木质素的平均分子量降低了，而且木质素中酚羟基的含量也增加了。

高沸醇溶剂1,4-丁二醇经回收处理可以循环使用，而且高沸醇提取的木质素能较好地保持其原有的化学活性，灰分含量比磺酸盐木质素低，因此在材料领域有着极大的应用前景。2004年，陈为健等[34]将竹子在加有少量助剂的含70%～90%的1,4-丁二醇水溶液中，温度为180～200 ℃条件下反应30～90 min，成功制得了竹子纸浆纤维和高沸醇木质素。

2010年，李翔等[35]以乙二醇水溶液为溶剂，采用高沸醇溶剂法从胡萝卜中提取木质素，研究了胡萝卜木质素对羟基自由基的抑制效率。实验在质量分数为80%的乙二醇水溶液中投入胡萝卜干粉，在料液质量比为1∶6、温度为210 ℃的条件下蒸煮2 h，木质素的收率最高，达17.79%。结构表征结果表明，高沸醇法提取的胡萝卜木质素具有木质素的典型结构特征。羟基自由基抑制反应测试结果表明，提取的胡萝卜木质素具有较高的抗氧化活性。

甘蔗渣的复杂结构阻碍了其转化为生物能源和生物材料的进程。2014年，WANG Q等[36]采用热水浸提后再用1,4-丁二醇高沸溶剂蒸煮的联合工艺，成功从甘蔗渣中分离出半纤维素、木质素和纤维素3种主要成分，为甘蔗渣的再利用提供了一种有效的方法。热水浸提可去除半纤维素，高沸溶剂蒸煮从废液中分离出了57%～70%的木质素。对木质素的表征结果表明，高沸溶剂木质素形成了大量的新的酚羟基，且木质素的分子量高，热稳定性强，有助于其在高附加值产品中的应用。

2018年，YANG M等[37]采用高沸点溶剂萃取法从玉米秸秆中提取木质素，实验得出最佳工艺条件为：60%的1,4-丁二醇，6.25 g/L的NaOH水溶液，提取温度140 ℃，提取时间1 h。红外光谱分析表明，所得木质素具有典型的木质素结构。

1.8 离子液体法

离子液体法已被确立为从木质纤维素生物质中选择性提取和回收木质素的有效方法，开始受到国内外研究者们的青睐。离子液体的离子性越强，木质素提取效率就越高，而且离子液体还可持续使用。

木质纤维素是生物质转化为生物燃料和生物基产品重要的可持续来源，不幸的是，木质纤维素生物质对微生物和酶的生物转化都非常顽固，限制了它的利用。因此，对木质纤维素进行有效的预处理是非常必要的。早在2009年，LEE S H等[38]就曾采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑乙酸作为预处理溶剂从木粉中提取木质素。实验发现，经预处理的木粉中的纤维素不经增溶，结晶性就大大降低，当脱除40%的木质素后，木质纤维素结晶度指数下降到45以下，木粉中90%的纤维素可由木质纤维素酶水解，而且离子液体1-乙基-3-甲基咪唑乙酸很容易重复使用。因此，该方法可以得到未经化学改性、高度浓缩的木质素溶液，提取的木质素可以作为一种有价值的增值产品。

甘蔗渣木质素是甘蔗渣的主要成分之一，也是一种重要的可再生生物质资源。2009年，TAN S S Y等[39]采用含1-乙基-3-甲基咪唑阳离子和烷基苯磺酸盐和二甲苯磺酸盐为主要阴离子的离子液体混合物，在常压、高温(170～190 ℃)条件下从甘蔗渣中提取木质素，通过沉淀法将木质素从离子液体中回收，使离子液体得到循环利用，木质素提取率可达93%以上，而且再生离子液体保持了良好的结构和性能。

2018年，KOEL S等[40]利用1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体对甘蔗渣进行预处理，回收木质素，并研究了离子液体的结构变化。结果表明，甘蔗渣与离子液体在140 ℃、120 min、质量比1∶20的条件下，木质素回收率可达90%。通过对未处理甘蔗渣和预处理甘蔗渣的定性分析比较，证实了离子液体预处理对甘蔗渣的影响。扫描电镜分析表明，预处理后的甘蔗渣具有多孔且不规则的结构；X射线粉末衍射分析表明，离子液体处理后结晶度指数下降14.7%。通过酶解还考察了1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体对甘蔗渣的处理效果，结果表明预处理提高了还原糖得率。预处理甘蔗渣经72 h酶解后，还原糖得率最高，达54.3%。通过对木质素的凝胶渗透色谱分析，进一步证实了离子液体可回收和再利用，新鲜1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体提取木质素的平均分子量为1 769 g/mol，而回收1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体提取木质素的平均分子量为1 765 g/mol。因此，该研究证实了1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体在木质纤维素加工中不仅具有令人满意的性能，还可进一步增强后续的酶水解。

2018年，EZINNE A等[41]采用醋酸吡咯烷铵等多种离子液体提取木质素，并利用各种分析技术对其进行了表征，以便更好地理解木质素溶解过程背后的机制，发现离子液体的离子含量越高，木质素的碎裂程度越高，木质素的平均分子量越小，分散越均匀。同年，RASHID T等[42]使用吡啶甲酸离子液体，从油棕的3个不同部位即空果串、棕榈果皮纤维和棕榈仁壳，选择性提取木质素，与传统化学工艺相比，此提取条件更温和。他们利用响应面法分析并优化了初始木质素含量及各参数(粒径范围、提取温度、提取时间和原料质量)对木质素提取效率的影响，找到了最佳工艺条件，即空果串、棕榈果皮纤维和棕榈仁壳的最低提取温度分别为351.5 K、361.9 K和370.8 K时木质素的最大提取率分别为92.01%、91.23%和90.70%。他们还对吡啶甲酸离子液体的再生和可回收性进行了测试，证明了该离子液体的可持续性。

橄榄渣是橄榄油生产过程中的副产品，木质素是橄榄渣中含量较多的生物高聚物，具有多种潜在的工业用途。2019年，CEQUIER E等[43]利用三乙基硫酸氢铵离子液体对橄榄渣木质素进行提取，并以硫酸法和碱法为对照，对其提取性能进行了评价。通过对离子液体的温度、提取时间、含水量等条件的优化，三乙基硫酸氢铵离子液体木质素提取率最高，可达橄榄渣中有效木质素的40%，这是第一次在评估这类原料时达到如此高的萃取率。实验还采用傅里叶变换红外光谱法对提取的木质素进行纯度检测，并用质子核磁共振和凝胶渗透色谱对其进行表征，发现提取的木质素纯度高，总酚含量也高。高纯度和高总酚含量使提取的木质素可具有较高的抗氧化活性。此外，实验对橄榄渣初始质量进行了67倍的放大提取，得到了与小尺度相同的结果。因此，利用该方法提取木质素有望减轻橄榄油生产厂家对橄榄渣的处理，并为其提供一定的收益。

2 总结与展望

随着石油资源的枯竭，开发利用可再生生物资源势在必行。从造纸黑液和农林废弃物中提取木质素，是一种经济环保的变废为宝策略，不仅解决了环境污染问题，又能实现木质素的高值转化，符合可持续发展理念。国内外学者对木质素的提取研究已有多年历史，人们一直在不断地改进传统工艺、不断地探索新方法，相信还会有更多的绿色高效的木质素提取新方法出现，为木质素的应用奠定坚实的基础。另外，在木质素提取的预处理中，还可参照借鉴利用微波、超声波、超高压、高压脉冲电场、发酵或者微生物等绿色辅助技术，或技术联用，以弥补传统和现有工艺的不足，将具有广阔的发展前景。