综述：任务专用离子液体在木质纤维素生物质预处理与催化转化中的关键作用及工业可持续化路径

《Advanced Composites and Hybrid Materials》：The role of task-specific ionic liquids in lignocellulosic biomass pretreatment and catalytic valorization

　　向循环生物经济转型需要能够增值木质纤维素生物质的创新技术，这是一种结构复杂且高度难降解的原料。本综述批判性地考察了任务专用离子液体（TSILs）在生物质预处理和催化转化为高附加值化学品和燃料中的应用。通过有意的分子设计，TSILs能够选择性地解构纤维素氢键网络和木质素-碳水化合物复合物，将难降解的废弃物转化为多功能的化学资源。本综述从三个关键领域考察了其核心作用：（i）先进分离，TSILs在纤维素溶解和木质素分离方面展现了很高的技术效率，但往往以增加分离复杂度为代价。（ii）集成催化转化，双溶剂-催化系统可实现生物质来源平台化学品的较高收率，根据TSIL类别和原料不同，可达约90%糠醛、约91% 5-羟甲基糠醛（5-HMF）和约18 wt%乙酰丙酸。（iii）系统可持续性，通过新型回收方案——包括膜辅助和电化学方法——可实现超过95%的离子液体多循环回收效率，并由此降低运营成本。通过将结构-功能关系与过程性能联系起来，本综述着重指出TSILs如何克服生物质的顽固性，同时解决工业化实施的技术经济壁垒。此外，本综述还专门讨论了计算机辅助离子液体设计（CAILD）、双盐任务专用离子液体（DS-TSILs）以及分子-过程集成设计框架作为理性TSIL工程的有前景的前沿方向。我们得出结论，在溶剂可回收性、能效和规模化方面的持续进步将是决定性的，将使基于TSIL的生物精炼从实验室创新走向可持续循环经济的工业实施。图形摘要