当今社会，科学技术的发展突飞猛进，知识更新速度和智能技术产业化日益加快。在化学、化工领域，我们也同样面临着前所未有的机遇与挑战。新材料、新工艺的开发与应用对提高社会生产力、改善人民生活起到了积极的推动作用。但同时，我们对材料、工艺的节能、绿色环保等可持续发展特性的要求也越来越高。生物质是可缓解化石资源枯竭、降低大气中碳排放等问题的绿色资源，具有制备新型材料及精细化学品的潜力；实现生物质的高效利用，也是达成双碳 目标的重要途径。长期以来，生物质的溶解、解聚过程受到了其结构复杂性的限制，导致大量生物质资源未能得到有效利用。
离子液体作为近20年来迅猛发展的新型绿色溶剂与催化剂，在化学品合成、储能、催化等领域均有重要用途。在生物质转化领域，离子液体能极大地促进生物质的溶解、解聚过程，是生物质转化领域极具潜力的溶剂体系与催化剂。目前，已有大量研究工作围绕生物质的预处理和催化生物质转化展开。紧跟离子液体与催化生物质转化的技术发展，为从事离子液体与生物质转化的专业人员提供全面深入的概念、理论及最新研究进展，我们策划编写了《离子液体与催化生物质转化》一书。本书的编著者是多年来在一线从事离子液体及生物质转化的基础性研究、应用基础性研究和工程化实践领域的研究者，书中全面、系统、深入地介绍了近二十年来该领域的研究成果，尤其是最新的研究成果。
华南理工大学的李雪辉教授统筹，并负责撰写本书的第1章，主要对生物质转化的重要性及离子液体在生物质转化中的应用进行介绍；华南理工大学的彭新文教授负责编写第2章，对近年来离子液体中碳水化合物催化转化制糖的相关研究进行了详细论述与介绍，在第2章编写过程中，华南理工大学的杨武、赵轩博士，李庭震、甘建云、赵轩、邹刃、黄永发、赖海宏等同学对编写工作也提供了大量帮助；第3章由中国制浆造纸研究院有限公司阎继鹏副教授，以及北京理工大学孙剑教授、罗启臻、符旭、陈欣妍、雷宇、王雨萌负责编写，其中对农业、林业生物质以及酶类、微藻类、甲壳素类生物质在离子液体预处理转化耦合过程中的应用进行了详细介绍；贵州大学赵天翔、刘萍、袁雨欣、谢海波教授负责编写第4章，对离子液体中碳水化合物催化转化制备5-羟甲基糠醛的相关研究进行了介绍；华南理工大学的李雪辉教授、龙金星教授、曾强教授、孔绢花博士、娄文勇教授，湖南师范大学的刘思洁副教授及中国科学院过程工程研究所的何宏艳研究员负责本书第5、6、7、8章的编写工作，具体对离子液体在生物质基乙酰丙酸酯的制备与转化、离子液体催化木质素定向转化、离子液体体系中所涉及的生物催化以及离子液体催化生物质转化过程模拟方面的研究进行了归纳与介绍，华南理工大学的徐培博士对本书第7章内容的编写给予了大量的帮助。同时，何宏艳研究员对本书涉及的离子液体名称等进行了校阅，刘思洁副教授在本书的统稿、核校等方面做了大量的工作。
限于我们的经验和水平，书中存在不妥之处在所难免，敬请专家和读者赐教、纠正。
本书的策划和出版得到了化学工业出版社的鼎力支持，特此感谢！
编著者
1 绪论 001-004
1.1 生物质转化的重要性002
1.2 离子液体与生物质转化003
参考文献003
2 离子液体中碳水化合物催化转化制糖005-046
2.1 引言006
2.2 离子液体中纤维素催化转化制糖007
2.2.1 离子液体中布朗斯特酸催化纤维素制糖007
2.2.2 离子液体中酶解纤维素转化制糖009
2.3 离子液体中木质纤维素催化转化制糖010
2.3.1 离子液体中布朗斯特酸催化木质纤维素制糖010
2.3.2?离子液体中原位酶解木质纤维素制糖014
2.4 离子液体混合电解质中纤维素、木质纤维素制糖017
2.4.1 离子液体和无机酸混合电解质017
2.4.2 离子液体和路易斯酸混合电解质019
2.4.3 离子液体和固体酸混合电解质020
2.5 离子液体的分离回收与再生循环利用023
2.5.1 离子液体使用寿命的延长023
2.5.2 离子液体的再生与回收策略025
2.5.3 离子液体的分离与回收技术028
2.6 结论与展望040
参考文献041
3 离子液体在生物质预处理转化耦合过程中的应用047-160
3.1 离子液体在林业生物质预处理转化耦合过程中的应用048
3.1.1 林业生物质简介048
3.1.2 林业生物质组成049
3.1.3 离子液体在林业生物质预处理中的应用055
3.1.4 离子液体用于林业生物质预处理的局限性071
3.2 离子液体在农业生物质预处理转化耦合过程中的应用073
3.2.1 农业生物质的来源及组成074
3.2.2 木质纤维素的生物质预处理076
3.3 离子液体在蛋白质类生物质预处理转化中的应用090
3.3.1 结构蛋白090
3.3.2 酶097
3.4 离子液体在微藻脂质转化中的应用104
3.4.1 生物柴油104
3.4.2 微藻105
3.4.3 微藻脂类的提取方法106
3.4.4 离子液体提取微藻脂质109
3.4.5 离子液体直接酯交换法生产微藻生物柴油122
3.5 离子液体在虾蟹壳中分离转化甲壳素的应用128
3.5.1 甲壳素及虾壳结构128
3.5.2 虾蟹壳分离转化甲壳素的现状130
3.5.3 离子液体/低共熔溶剂提取虾蟹壳中甲壳素的流程以及优势131
3.5.4 离子液体/低共熔溶剂功能化甲壳素138
3.5.5 离子液体在甲壳素的应用140
参考文献142
4 离子液体中碳水化合物催化转化制备呋喃类化合物161-200
4.1 引言162
4.2 葡萄糖及纤维素催化转化制备5-羟甲基糠醛162
4.2.1 葡萄糖催化转化制备5-羟甲基糠醛163
4.2.2 纤维素催化转化制备5-羟甲基糠醛168
4.2.3 转化机理169
4.3 木质纤维素生物质催化转化制备糠醛及5-羟甲基糠醛172
4.3.1 果糖催化转化制备5-羟甲基糠醛174
4.3.2 菊糖催化转化制备5-羟甲基糠醛178
4.3.3 其他多糖催化转化制备5-羟甲基糠醛180
4.4 5-羟甲基糠醛衍生物181
4.4.1 5-HMF催化氧化转化181
4.4.2 5-HMF催化还原转化184
4.4.3 5-HMF的酯化催化转化185
4.4.4 其他转化187
4.5 离子液体催化半纤维素转化制备糠醛187
4.5.1 半纤维素转化制备糠醛187
4.5.2 C5糖转化制备糠醛189
4.6 结论与建议193
参考文献194
5 生物质基乙酰丙酸的制备与转化201-226
5.1 引言202
5.2 常规酸催化纤维素转化制备乙酰丙酸（酯）205
5.3 离子液体催化纤维素选择性转化制备乙酰丙酸（酯）208
5.3.1 常规离子液体209
5.3.2 阳离子功能化离子液体212
5.3.3 具有Bro/nsted-Lewis酸性的阴阳离子双功能化离子液体213
5.3.4 阴阳离子双Bro/nsted酸功能化离子液体214
5.4 离子液体辅助纤维素转化制备乙酰丙酸218
5.5 离子液体介质中乙酰丙酸（酯）转化制备-戊内酯220
5.6 结论与展望222
参考文献223
6 离子液体催化木质素定向转化227-260
6.1 引言228
6.2 酸性离子液体催化木质素转化229
6.2.1 酸性离子液体催化木质素转化过程229
6.2.2 酸性离子液体催化木质素转化强化模式231
6.2.3 离子液体催化木质素转化反应历程与催化机理233
6.3 离子液体催化木质素选择性氧化236
6.3.1 离子液体催化木质素选择性氧化过程237
6.3.2 离子液体催化木质素选择性氧化强化模式238
6.3.3 离子液体催化木质素选择性氧化反应历程与催化机理238
6.4 离子液体介质中木质素催化转化241
6.4.1 离子液体介质中木质素及其模型化合物的催化转化242
6.4.2 离子液体介质对木质素催化转化的强化模式247
6.5 离子液体强化Lignin first策略下的木质素转化249
6.5.1 生物质预处理与Lignin first策略250
6.5.2 离子液体介质中的生物质预处理与Lignin first策略下的木质素转化252
6.5.3 离子液体强化Lignin first策略下的木质素转化机理254
6.6 结论与展望256
参考文献257
7 离子液体体系中的生物催化261-286
7.1 引言262
7.2 离子液体中的生物催化反应263
7.2.1 氧化还原酶酶促反应过程265
7.2.2 脂肪酶酶促反应过程266
7.2.3 蛋白酶酶促反应过程268
7.2.4 酰化酶酶促反应过程269
7.2.5 全细胞催化反应过程269
7.3 离子液体调控生物质生物催化转化271
7.3.1 生物质的预处理271
7.3.2 生物柴油的合成273
7.3.3 微生物油脂的合成274
7.4 新型离子液体的设计及其在生物质转化中的应用275
7.4.1 氨基酸离子液体275
7.4.2 海绵状离子液体276
7.4.3 离子液体-酶复合物277
7.5 离子液体对生物催化剂的影响机制278
7.5.1 游离酶279
7.5.2 全细胞280
7.6 结论与展望281
参考文献282
8 离子液体催化生物质转化过程模拟287-303
8.1 引言288
8.2 离子液体中纤维素的溶解与解聚模型288
8.2.1 离子液体中纤维素的溶解模型288
8.2.2 纤维素在离子液体作用下的解聚模型290
8.3 半纤维素及其衍生物在离子液体作用下的溶解与解聚模型294
8.3.1 离子液体溶剂中半纤维素的解聚模型294
8.3.2 离子液体催化半纤维素及其衍生物解聚295
8.4 离子液体中木质素的溶解与解聚模型296
8.4.1 离子液体预处理过程中的脱木质素模型296
8.4.2 离子液体预处理后木质素的解聚模型297
8.5 生物质在离子液体中的溶解与转化的动力学模型299
8.6 结论与展望301
参考文献301
附录 本书离子液体速查表304-312
索引314-316
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