推开实验室的大门，《中国科学报》记者看到中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）研究员王峰团队成员正在忙着拆分“木块”。木片在他们手中“巧夺天工”，分离成一瓶瓶纤维状物品。这些物品会像变魔术一样被加工成织物纤维等，有望广泛应用于日常生活。
拆分“木块”这件事，王峰团队已经做了不止11年。“木块”其实是指木质纤维素，主要由纤维素、半纤维素和木质素（以下简称三素）组成。高质量分离三素以获取规模化利用的原料，是这些“木块”作为可再生化工原料供下游转化的关键。
针对木质素分离中易发生低值化自缩合等难题，近日，王峰团队研发了催化木质素芳基化的三素分离（CLAF）技术。该技术采用催化反应手段，解决了木质纤维素绿色精炼过程中三素高效分离并高值化利用的难题。相关成果5月29日发表于《自然》。
木质纤维素广泛来源于可再生植物资源，如木材、竹材、秸秆等。从微观层面看，木质纤维素由3种组分构成——疏水性的木质素，亲水性的半纤维素、纤维素。纤维素分子交织成束，分散于半纤维素和木质素组分中，类似于钢筋混凝土的结构，在植物生长中发挥支撑和保护作用，但也导致这3种组分难以通过物理方式分离。
针对上述问题，大多数研究人员都会想到抑制木质素自身发生碳碳键缩合的策略，以此促进木质素利用。“比如，在木质素研究领域，2016年和2020年分别发表于《科学》的文章体现的都是这种思路，通过化学改性、催化还原解聚等方式稳定木质素组分，减少自缩合反应的发生。但在研究过程中，木质素的自缩合不一定纯粹是弊端。我们觉得利弊是相对的，不存在绝对有利的反应或绝对有害的反应。”论文第一作者李宁介绍说。
因此，该团队“因势利导”引入与木质素结构类似且具有高亲核活性的酚类化合物。在分离过程中，酚与木质素发生选择性芳基化反应，阻止木质素无序自缩合反应。木质素芳基化改性后，溶解性显著提高，可与纤维素、半纤维素组分高效分离，同时保留了自身活性芳基醚结构，更有利于后续催化解聚。
据介绍，该研究通过三素分离新方法得到的原料可以降低相关产业对化石资源的依赖。结合我国可再生资源的整体分布趋势，发展基于本地资源的生物质转化技术迫在眉睫，而CLAF技术可充分利用不同地区的生物质原料，推动相关产业本土化发展。