基于技术木质素的功能性碳基产品：分子原理与商业化

《Current Forestry Reports》：Functional Carbon-Based Products from Technical Lignins: Molecular Principles and Commercialization

木质素高值化利用在生物智能生物精炼厂及可再生碳材料生产中起关键作用，但商业化受限于规模化、一致性和市场整合挑战。欧洲和北美试点生产与早期工业试验可能推动这一进程。综述分析了木质素分子结构、功能基团及先进应用潜力，涵盖新产品开发、商业化阶段评估及碳中和目标中的战略价值。

　　

摘要

综述目的

木质素的增值利用在推动生物智能生物炼制厂的发展以及可再生碳材料的生产中发挥着核心作用，因为技术木质素已引起了科学界的关注。尽管木质素具有诸多潜在的应用价值，但由于其在可扩展性、一致性和市场整合方面的挑战，基于木质素的碳材料的商业化进程仍然受到限制；希望欧洲和北美正在进行的试点规模生产和早期工业试验能够改变这一现状。因此，本综述：(i) 揭示了致力于木质素升级转化和商业化的最新努力及相关企业（如UPM Biochemicals、Borregaard、Renmatix、Suzano）；(ii) 介绍了知名的木质素产品（如UPM BioPiva?100、Lignode?、Ecolig?）以及当前文献中的关键空白；(iii) 提出了填补这些空白的建议。

最新研究进展

在木质素的分离、化学改性及材料设计方面的进展对于充分发挥其在循环经济中的潜力至关重要。本文综述了木质素提取与回收技术的最新进展，以及通过点击化学方法制备功能性碳材料和热固性聚合物的研究成果，还探讨了有机木质素和碳化木质素的潜在应用（如树脂、冷冻凝胶、电极、碳纤维和纳米点）。此外，对于开展适用于实际场景的生命周期和技术经济分析的研究需求也在不断增加，以评估大规模生产过程。

总结

本综述阐述了木质素的分子结构特征及其相关功能基团在先进应用中的重要性，为以下方面提供了独特的见解：(i) 来自不同木质素来源的新产品的开发；(ii) 这些技术的商业化阶段；(iii) 鉴于木质素的可再生特性，其在推动实现净零碳目标过程中所发挥的战略作用。

图形摘要

综述目的

木质素的增值利用在推动生物智能生物炼制厂的发展以及可再生碳材料的生产中发挥着核心作用，因为技术木质素已引起了科学界的关注。尽管木质素具有诸多潜在的应用价值，但由于其在可扩展性、一致性和市场整合方面的挑战，基于木质素的碳材料的商业化进程仍然受到限制；希望欧洲和北美正在进行的试点规模生产和早期工业试验能够改变这一现状。因此，本综述：(i) 揭示了致力于木质素升级转化和商业化的最新努力及相关企业（如UPM Biochemicals、Borregaard、Renmatix、Suzano）；(ii) 介绍了知名的木质素产品（如UPM BioPiva?100、Lignode?、Ecolig?）以及当前文献中的关键空白；(iii) 提出了填补这些空白的建议。

最新研究进展

在木质素的分离、化学改性及材料设计方面的进展对于充分发挥其在循环经济中的潜力至关重要。本文综述了木质素提取与回收技术的最新进展，以及通过点击化学方法制备功能性碳材料和热固性聚合物的研究成果，还探讨了有机木质素和碳化木质素的潜在应用（如树脂、冷冻凝胶、电极、碳纤维和纳米点）。此外，对于开展适用于实际场景的生命周期和技术经济分析的研究需求也在不断增加，以评估大规模生产过程。

总结

本综述阐述了木质素的分子结构特征及其相关功能基团在先进应用中的重要性，为以下方面提供了独特的见解：(i) 来自不同木质素来源的新产品的开发；(ii) 这些技术的商业化阶段；(iii) 鉴于木质素的可再生特性，其在推动实现净零碳目标过程中所发挥的战略作用。

图形摘要