协同机械化学预处理蔗渣：提升乙酰丙酸产率与高性能包装材料的创新策略

本综述系统阐述了机械预处理（如球磨BM）与离子液体（ILs）[BMIM][AlCl4]-乳酸（LA）协同处理蔗渣的创新策略，显著提升木质素去除率、纤维素保留率及乙酰丙酸（LA）产量，再生木质素纳米颗粒在聚乙烯醇（PVA）薄膜中展现出优异的多功能添加剂潜力，为生物可降解包装材料开发提供新途径。

　　

Highlight

机械化学协同预处理策略通过高强度机械处理（如球磨BM和超高压均质UHPH）显著降低纤维素结晶度，增强底物可及性，进而提升离子液体[BMIM][AlCl₄]-乳酸（LA）体系的处理效率。该联合预处理大幅提高木质素去除率，同时保留纤维素结构，并获得更高的乙酰丙酸产率。再生木质素纳米颗粒（尤其来自BM预处理）在聚乙烯醇（PVA）薄膜中表现出卓越的界面相容性，增强紫外屏蔽性、疏水性和机械强度保持率，同时最小化色差，凸显了木质素作为生物可降解包装中多功能添加剂的潜力。粒径依赖性分析表明，减小木质素尺寸与改善薄膜性能密切相关，这归因于更好的分散性和官能团暴露。

Conclusion

本研究展示了一种集成的机械与[BMIM][AlCl₄]-LA化学预处理策略在蔗渣高值化利用中的潜力。高强度机械处理（特别是BM和UHPH）通过降低纤维素结晶度和增加底物可及性，显著改变了木质纤维素基质的结构。这些结构修饰增强了后续[BMIM][AlCl₄]-LA预处理的效率，从而改善了木质素去除、纤维素保留和完全水解为乙酰丙酸。再生木质素纳米颗粒，尤其是来自BM预处理的样品，在PVA薄膜中作为多功能添加剂表现出优异的性能，包括增强的紫外阻挡、疏水性和机械强度，同时最小化颜色失真。粒径分析进一步揭示了减小木质素尺寸与改善薄膜性能之间的强相关性，这归因于更好的分散性和官能团暴露。总体而言，该协同预处理策略为优化木质纤维素 valorization 提供了一条有前景的途径。