聚氨酯作为一种多功能性高分子材料在众多行业中均有广泛应用。利用绿色可再生资源制备聚氨酯材料对聚氨酯的可持续发展具有重要意义。围绕近十年的相关文献, 本文重点总结了常见的植物油(蓖麻油、大豆油、桐油和棕榈油等)、木质纤维、松香、天然酚(腰果酚和单宁)和糖类等生物质资源合成生物基多元醇和异氰酸酯的基本方法、研究现状及非异氰酸酯的研究进展, 列举这些生物基资源作为原料制备聚氨酯时独特的优点, 并在此基础上讨论了生物基聚氨酯材料未来挑战, 展望了生物基聚氨酯在不同领域的发展前景。

生物质基炭材料具有低成本、来源广泛、导电性良好和电化学稳定性好等优点，通过杂原子掺杂，生物质基炭材料的性能得到进一步的提升。本文总结了杂原子引入生物质基炭材料的方法（原位掺杂和扩散掺杂）及其各自的优缺点，简述了杂原子掺杂的种类（氮掺杂、氧掺杂、磷掺杂、硫掺杂、卤素掺杂和多元素共掺杂）及杂原子掺杂对生物质基炭材料结构与性能的影响，综述了目前杂原子掺杂炭材料在能源存储、吸附分离、催化氧化等领域的应用状况，并对杂原子掺杂生物质基炭材料的发展方向进行了展望。

生物质转化为高附加值化学品是解决目前化石能源枯竭和全球变暖问题的有效途经，5-羟甲基糠醛（HMF）被认为是最重要的平台化合物之一，可通过氧化、加氢和开环等反应制备出许多高附加值有机化合物，其中2，5-呋喃二甲酸（FDCA）被认为是最有前景的化学品，能够代替目前广泛使用的石油基聚酯单体对苯二甲酸（PTA），用于合成生物可降解聚酯聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）。本文系统地综述了通过电化学催化氧化、光催化氧化和生物催化法将HMF制备成FDCA的新型工艺。这些催化工艺不同于传统的热解催化，其不需要高温高压，没有有害溶剂和昂贵的催化剂等，具有高效、绿色和可持续的优点。但还存在一些问题，如电化学催化法需要特殊且稳定的电解质以及对仪器设备有较高的要求；光催化法存在成本较高和能量转化率较低的问题；生物催化法有着制备周期长和反应中间体受抑制的问题。通过分析这些方法取得的成果及目前存在的问题，为未来FDCA的高效催化转化提供可行的思路。

生物质气化制取富氢合成气因其原料的清洁可再生性、产物应用方式的多样性被认为是最具发展前景的制氢方式之一。催化剂对调控生物质气化产物组成及焦油的裂解具有重要作用。本文综述了化石能源制氢、水分解制氢和生物质制氢方法，分析了生物质气化制氢的优势和局限性，以及存在的问题；重点介绍了生物质气化制氢的影响因素(气化剂、反应温度和催化剂)和用于生物质气化的主要催化剂种类(镍基、白云石和碱及碱土金属催化剂)及其特点，分析国内外生物质气化制取富氢合成气和催化剂的研究现状，探讨了催化气化制取富氢合成气的发展前景，提出有待解决的问题和研究方向。

基于动态硼酸酯键构筑的聚合物有一定的自修复能力和对刺激的多重响应性, 能够通过诱导材料内部物理/化学结构的拓扑重组并以此来响应生物信号的变化。本文综述了基于水解/再酯化、二醇硼酸酯之间的酯交换和硼酸酯之间的酯交换3种不同的硼酸酯酯交换机制构筑的多种天然/非天然高分子材料; 通过传统共价键和硼酸酯动态共价键协同作用设计更加稳定的四面体硼酸盐结构来解决硼酸酯基聚合物稳定性较差的策略; 硼酸酯基聚合物在生物医药、传感器和可回收材料等多领域的应用潜力。重点介绍了硼酸酯键与其它动态键协同作用制备理想的聚合物材料, 如水凝胶、有机凝胶、液晶材料和可回收纳米材料等。

以玉米秸秆为原料, 利用热重分析法研究其热解的特性及动力学。根据TG和DTG曲线, 研究玉米秸秆的热解特性, 采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)两种等转化率法计算玉米秸秆热解的活化能, 并结合主曲线法和Coats-Redfern(C-R)法探讨了玉米秸秆热解遵循的机理方程。研究结果表明: 玉米秸秆热解过程可分为干燥脱水、过渡、主热解和炭化4个阶段, 随着热解升温速率增大, TG和DTG曲线向高温侧偏移; 利用FWO和KAS法计算得到的表观活化能分别为181.7和181.5 kJ/mol; 利用主曲线法和C-R法求解出玉米秸秆热解的机理方程遵循Avrami-Erofeev方程, 当α=0.1~0.5时, n=3, f(α)=1/3(1-α)[-ln(1-α)]^-2; 当α=0.5~0.7时, n=2, f(α)=1/2(1-α)[-ln(1-α)]^-1。

选取四川、贵州和福建三地烟草为原料，用水中蒸馏法提取烟草精油。采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪对不同产地烟草精油的组成及含量进行分析，比较了不同产地对产物产率及组成的影响。研究结果表明：产自福建、四川和贵州的烟草平均得率分别为0.139 1%、0.085 1%和0.107 5%，相应的新植二烯分别为39.86%、36.12%和44.88%。对比分析显示：产自福建的烟草得油率最高，特征香气适中；产自贵州的烟草精油得油率适中，烟草香气突出，有明显甘草香气；产自四川的烟草精油得油率较低，香气较弱。

松香是一类产量丰富、价格低廉的可再生林产资源，被广泛地应用于食品、农业、橡胶、油墨、涂料等领域。松香的三环二萜结构具有超强的疏水性，通过催化异构、Diels-Alder加成等手段引入亲水基团可制备高附加值、易生物降解的绿色表面活性剂。本文从阴离子、阳离子、非离子和两性离子表面活性剂4个大类对松香基表面活性剂应用的文献及专利进行综述，重点分析了羧酸盐、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐4种阴离子型表面活性剂和季铵盐阳离子型表面活性剂，多元醇型和聚氧乙烯型非离子表面活性剂，以及甜菜碱型和氧化胺型两性离子表面活性剂。剖析松香基表面活性剂产业化开发的新技术及新产品概况，提出松香基表面活性剂替代传统表面活性剂的潜在应用领域。同时，对松香基表面活性剂的研究发展与产业化发展进行了评价与展望。

生物质作为典型的可再生能源, 具有负碳属性, 符合绿色发展的要求。水热炭化是在相对温和的条件下将生物质转化为各种功能性碳材料的过程。本文综述了近年来以单糖(葡萄糖、果糖和木糖)、木质纤维(纤维素、半纤维素和木质素)和壳聚糖等生物质为原料, 通过水热法转化为生物质多孔碳材料的研究进展, 重点讨论了生物质多孔碳材料在气体吸附、染料吸附和重金属离子吸附领域的应用, 并提出了生物质水热合成高性能和对环境友好的多孔碳材料的未来研究方向。

以大宗农业废弃物玉米秸秆为原料, 借助高温焙烧制得了玉米秸秆生物炭, 并通过对水中铅镉的吸附实验, 考察了高热解温度生物炭的重金属脱除性能。结果显示: 800 ℃焙烧所得玉米秸秆生物炭以块状及棒状形态为主, 孔径以微孔居多, 灰分中碱金属及碱土金属占比较大; 在25 ℃、pH值4、960 min、Pb²⁺、Cd²⁺初始质量浓度分别为429.24和280.34 mg/L时, 生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺最大吸附量分别为94.79和24.47 mg/g; 该去除过程满足准二级动力学方程、Freundlich等温线模型, 在铅镉初始质量浓度均为150 mg/L时, 所得平衡吸附容量可达69.0、24.4 mg/g; 热力学分析显示, 该去除过程为吸热熵增过程; 而共存离子吸附实验显示, 铅离子对镉离子存在明显的拮抗作用。高热解温度玉米秸秆生物炭对水中铅镉的去除过程是物理吸附与化学沉淀共同作用的结果。

环保、节能、高效是保温材料未来的主要研究方向, 开发以生物质为原料的保温材料是未来趋势。生物质基多孔材料是指以可再生的生物质为前驱体制备的多孔材料, 其原料来源广, 制备方法多样, 具有孔隙率高、密度小、质量轻等优异特点, 在保温领域有很大的应用潜力。本文概述了多孔材料的保温机理, 并综述了近几年国内外对纤维素基、淀粉基、壳聚糖基、植物蛋白基多孔材料的研究, 重点介绍了表面活性剂发泡法、冷冻干燥法、致孔剂法、模具热压法、溶剂交换相分离法等在生物质基多孔材料制备中的应用。分析了生物质多孔材料存在的问题, 并对多孔保温材料未来的研究方向进行了展望。

木质纤维生物质作为地球上最丰富的可再生资源, 不仅储量巨大而且在利用过程中具有碳平衡的显著优势, 已逐渐成为最具发展前景的可再生能源之一。木质纤维中的木质素是自然界最大且唯一的可再生芳香族化合物原料, 在生物质燃料转化, 尤其是解聚生产苯系化工产品等领域具有极为重要的作用和意义。本文在简述木质素化学结构的基础上, 综述了近年来木质素高温热解聚, 生物酶解聚, 催化热解聚, 光催化解聚和溶剂热解聚等解聚方法, 深入分析了液相催化过程中酸、碱催化体系, 加氢和氧化催化体系的机理及优缺点, 总结了现阶段木质素解聚方法中存在的问题, 并对未来的发展方向进行了展望。

将玉米秸秆通过单螺杆式蒸汽爆破的方式进行膨化，得到不同类型膨化玉米秸秆，再与聚丙烯树脂（PP）复合制备复合板材。通过扫描电子显微镜（SEM）、反射红外（ATR-FTIR）、热重分析（TGA）、差式扫描量热（DSC）及鲍尔纤维筛分等测试，分析了秸秆膨化前后的纤维变化情况等。分析结果表明：SEM显示通过蒸汽爆破膨化机处理过的玉米秸秆能够有效进行"三素分离"，使得玉米秸秆表面结构由规整变成纤维状和粉末碎片，并且TGA、DSC和ATR-FTIR测试结果显示：在膨化过程中纤维素结构无变化，而半纤维素和木质素发生了部分的热分解。对膨化玉米秸秆与PP复合制备的复合板材的力学性能测试发现：与未膨化玉米秸秆（CS）制备的板材相比，膨化玉米秸秆（SECS）制备的板材的冲击韧性强度和拉伸强度分别增加15.69%和17.24%，而与SECS制备的复合板材的性能相比，分别经苯乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物修饰的膨化玉米秸秆制备的复合板材的冲击韧性强度分别增加了156.74%和100.98%，拉伸强度分别提高了83.42%和12.03%。

木质纤维生物质资源是重要的可再生生物质资源，主要包含纤维素、半纤维素和木质素。半纤维素含量仅次于纤维素，是一种丰富、可再生的植物资源，其可水解制备重要化学品以及改性制备多功能材料。本文综述了生物质半纤维素分子模拟应用研究进展，从半纤维素大分子形态及其与纤维素结合方式的分子模拟研究和半纤维素制备化学品及材料的分子模拟研究2个方面进行阐述，从模拟结果可以看出半纤维素在细胞壁中与纤维素和木质素的相互作用及其本身的大分子形态对木质纤维生物质三大素的提取利用具有显著影响。分子模拟有利于理解过程机理，对反应效率的提高具有重要理论指导意义。最后对分子模拟在半纤维素研究的发展应用进行了展望，指出目前半纤维素分子模拟的空白领域，主要包括半纤维素液化生产生物油、木糖异构化生产木酮糖、半纤维素与木质素之间的结合方式以及其他的半纤维素基材料等，这些有待进一步的探索与研究。

糠醛是连接生物原料和生物炼制工业的桥梁。糠醛在水介质中的还原性转化是制备各种精细化学品的重要途径, 经多相催化剂催化可以得到大量的下游产品, 如(四氢)糠醇、2-甲基(四氢)呋喃、内酯、乙酰丙酸盐、环戊酮、环戊醇等。催化剂的活性主要取决于金属及载体的性质, 以及温度、时间、溶剂和压力等反应条件。本文针对不同的非贵金属(Cu、Ni和Co)和贵金属(Pd、Ru、Pt和Au)基催化剂对糠醛加氢制备环戊酮和环戊醇的研究进展进行了综述, Ru、Pd、Au和Cu基催化剂较其他催化剂有更高的选择性, Cu-Ni双金属催化剂具有优异的催化活性和选择性, 但稳定性有待提高。对金属表面发生氢化反应的机理进行了探讨, 结果表明: 水介质和较弱的路易斯酸性位点在环重排的反应中起关键作用, 同时提出了糠醛在水介质中的加氢反应的未来研究方向。

松香是我国重要的天然可再生林业资源，其主要成分是具有三环菲骨架的含有共轭双键和羧基的树脂酸，可进行氢化、歧化、加成、酯化、重排、氧化等多种化学反应。脱氢枞酸是由松香通过催化歧化后提纯得到，骨架中含有一个芳环，基于芳环和羧酸基团可开发多种荧光衍生物，为松香的高值化利用开辟了新途径。本文着重归纳了基于脱氢枞酸芳环改性的几类荧光衍生物，如酰基化、芳胺、杂环、席夫碱等化合物，基于树脂酸羧酸改性的荧光衍生物，如脱氢枞胺、杂环化合物、脱氢枞酸羧基衍生物等，并对荧光衍生物的荧光性能及其作为发光材料在有机发光器件、荧光探针和细胞成像等领域的应用进行了综述，探讨了松香基荧光衍生物研究目前存在的高发光效率的蓝光和红光化合物较少，在依赖材料固体薄膜发光的有机电致发光器件中发光效率较低，发光机理研究不足等问题，并展望了未来发展的趋势。

γ-戊内酯(GVL)是一种重要的生物质平台化合物, 可以用作绿色溶剂、聚合物前体、燃料和燃料添加剂等, 催化转化生物质制备GVL是资源化利用生物质和缓解资源、能源危机的重要途径之一。糠醛经麦尓外因-彭多夫-沃莱(MPV)还原一锅制备GVL具有操作简单、经济环保、安全可靠等优点, 是GVL合成研究领域极具工业化潜质的路线, 受到学术界和工业界的广泛关注。本文阐述了糠醛转化为GVL各步所需Brønsted酸(B酸)和Lewis酸(L酸)催化活性中心, 从催化剂构筑方法、载体结构等方面总结了糠醛一锅法制备GVL的高效固体催化剂。发现水热稳定且具有良好传质效果的分子筛(如beta分子筛、ZSM-5分子筛等)是该反应中常用的载体, 以及通过分子筛脱Al改性, 或引入具有L酸位的Zr、Hf化合物、具有B酸位的磷钨酸(HPW)等活性中心是构筑该反应的高效双功能催化剂的常用手段。并对催化剂失活的原因和再生方法进行了总结, 分析了溶剂、温度等催化反应条件对反应活性的影响, 同时还对设计该反应的新型高效催化提出了建议。

为解决高温豆粕因其蛋白变性而导致的交联活性差的问题，提出高温豆粕的碱热活化策略，采用FT-IR、XRD、XPS、热重等方法研究了NaOH用量对活化改性高温豆粕及其胶黏剂的结构与性能影响。研究结果表明：高温豆粕在碱和热共同作用下，大豆蛋白球型结构被打开，释放出被包裹的活性基团，部分大豆蛋白的肽键水解形成可参与交联反应的胺基和羧基离子，从而能与交联改性剂发生有效交联，使活化高温豆粕制备的大豆蛋白胶黏剂形成良好的交联网络结构，并具备与低温豆粕所制备胶黏剂相当的胶接耐水耐热性能。碱热活化改性结果显示：高温豆粕碱热活化的最适宜NaOH用量为2%(质量分数)，此时改性高温豆粕的乙醛值为4.28 mg/g，相应胶黏剂的黏度59.8 Pa·s、“热水浸泡”湿态胶合强度1.48 MPa、“煮-干-煮”湿态胶合强度0.96 MPa，相应胶黏剂固化产物的沸水不溶率79.73%、热分解残留率40.87%，最大分解速率温度306.1 ℃。

扬尘所引起的大气污染问题对生态环境及人类健康所造成的危害日益突出。抑尘剂由于其高效的抑尘性能与便捷的使用方式受到了行业内的广泛关注。同时，在“双碳”政策的推动下，抑尘剂向着绿色环保型不断发展。其中，以生物质为原料制备的生物基抑尘剂，由于原料可再生以及可降解等优点备受青睐。本文介绍了抑尘剂的分类(湿润型抑尘剂、粘结型抑尘剂、凝聚型抑尘剂和复合型抑尘剂)及抑尘机理，详细阐述了以淀粉、纤维素、瓜尔胶、木质素、蛋白质等天然生物质原料所制备的生物基抑尘剂研究现状及应用进展，并列举出生物基抑尘剂的主要研究成果。通过对生物质原料的介绍与分析，表明了生物质原料在制备抑尘剂时具有可降解、可再生以及来源广泛等显著优势，提出采用天然生物质作为抑尘剂原料，将会是新型环保模式下抑尘剂的主要研发方向。

在测定木质活性炭比表面积和孔容积前, 先对活性炭进行脱气预处理, 研究预处理条件(脱气温度和脱气时间)对活性炭的比表面积和孔容积的影响, 并将所测结果与仪器推荐条件下所测结果进行对比分析。研究结果表明: 脱气温度和脱气时间对于物理法木质活性炭比表面积和孔容积分析结果影响较小, 这是因为物理法活性炭制备温度高, 官能团少, 结构以微孔为主, 吸附类型以物理吸附为主, 吸脱附速度较快。物理法活性炭预处理条件以脱气温度150 ℃脱气3 h为宜, 相较于ASAP 2460使用说明所推荐的350 ℃和24 h的预处理条件, 明显缩短预处理时间, 降低电耗, 提高了检测效率。脱气温度和脱气时间对化学法木质活性炭比表面积和微孔分析结果影响较大, 适宜的预处理条件为300 ℃脱附12 h。主要是因为磷酸法活性炭制备温度较低, 杂原子较多, 表面化学基团丰富, 发生物理吸附的同时易发生化学吸附, 需要较高的温度和较长的时间才能脱气完全, 当脱气温度过高时, 孔道内的吸附质发生炭化形成炭质微粒堵塞孔道, 同时部分物理吸附在更高的活化能下转化为化学吸附, 使分析结果有所下降。