天然生物质复杂的组成以及组分间的多重相互作用使其高效利用受到严重阻碍。中国科学院化学研究所张军研究员和张金明研究员团队发展了新的体系选择性溶解木质素，高效分离了玉米秸秆中的纤维素和木质素组分，并发现玉米秸秆木质素可以作为超级防晒霜和室温磷光材料，为秸秆的高效利用提供了新方案。
木质纤维素是一种来自天然植物的可再生碳资源，在制备绿色化学品、燃料和可降解材料等领域具有巨大潜力。但是，木质纤维素复杂的组成以及组分间复杂的化学键和氢键相互作用使其高效利用受到严重阻碍。比如：木质素与纤维素、半纤维素等多糖形成的化学键，使得木质纤维素的糖化过程非常低效。为此，人们发展了一系列物理、化学和生物方法打开木质素与多糖之间的连接，以期促进木质纤维素资源的利用。但是，到目前为止，木质纤维素组分的高效分离和高值化利用仍然是巨大的挑战。
最近，中国科学院化学研究所张军研究员和张金明研究员团队发展了系列离子液体/高沸醇体系，实现了对玉米秸秆中木质素、半纤维素和纤维素的有效分离。AmimCl/1,4-丁二醇和AmimCl/二甘醇能最有效地选择性分离木质素，得到富纤维素组分和木质素组分。分离得到的木质素具有白色荧光现象和室温磷光现象，将其与PVA结合可制得具有超长室温磷光特性的薄膜、涂层、图案、纤维、气凝胶等材料，磷光寿命高达0.654 s，在高级防伪、信息存储和信息加密等领域具有潜在的应用前景。另外，分离得到的玉米秸秆木质素由于含有对香豆酸酯组分，其对紫外光有很强的吸收，将木质素和纤维素混合后经离子液体溶解再生制备的全生物质薄膜抗紫外性能远高于利用工业脱碱木质素为原料制备的薄膜。将该木质素与无抗紫外效果的面霜混合，仅1.54 mg/g的浓度下，防晒指数SPF值可达183.9，可以作为超级防晒霜。
论文第一作者为中国科学院化学研究所博士研究生夏钲豪，通讯作者为中国科学院化学研究所张军研究员和张金明研究员。详见: Zhenghao Xia, Jingxuan You, Yirong Wang, Jinming Zhang, Chunchun Yin, Yaohui Cheng, Kunfeng Jin, Jun Zhang. Eco-friendly fractionation of natural straws: sustainable ultralong room-temperature phosphorescence and super anti-ultraviolet materials. Sci. China Chem., 2024, 67: 2373–2381
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