木質纖維素生物質水熱液化的研究進展

王偉閆秀懿張磊周菁輝（中國石油大學(北京)地球科學學院北京049；中國石油大學(北京)油氣資源與探測國家重點實驗室北京 049；中國石油大學(北京)油氣污染防治北京市重點實驗室北京049）

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木質纖維素生物質水熱液化的研究進展

王偉1，2，3，閆秀懿1，2，3，張磊1，2，3，周菁輝1，2，3
（1中國石油大學(北京)地球科學學院，北京102249；2中國石油大學(北京)油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；3中國石油大學(北京)油氣污染防治北京市重點實驗室，北京102249）

摘要：對木質纖維素生物質的模型化合物（纖維素、半纖維素和木質素）的水熱液化機理進行了剖析。纖維素和半纖維素降解路徑主要是水解成單糖并進一步生成酸類、醛類、酮類等。木質素結構較復雜，液化產物中含有大量苯系化合物，具體木質纖維素生物質的水熱液化反應更為復雜，不同的木質纖維素生物質原料水熱液化產生的生物油含量不同；分析了原料種類、催化劑、反應溫度、反應壓力、對水熱液化過程以及產品組成和收率的影響；對生物質水熱液化制備生物油的研究進行了展望，認為發展木質纖維素生物質水熱條件下降解的數學模型，開發新型反應器、研制催化劑，是今后生物質水熱液化工程實驗的發展方向。

關鍵詞：木質纖維素生物質; 水熱液化; 模型化合物; 降解路徑; 生物油

第一作者：王偉（1990—），男，碩士研究生。E-mail wego1105@gmail. com。聯系人：閆秀懿，副教授，碩士生導師。E-mail yanxiuyi@cup.edu.cn。

生物質是可再生能源中最豐富的來源之一，每年通過生物質固定的能量相當于全世界能源消耗的10～20倍，但目前的利用率還不到3%[1]。我國生物質資源總量巨大，資源總量不低于每年30億噸干物質，相當于10億多噸油當量，約為我國目前石油消耗量的3倍[2]，因此生物質能源的利用前景十分廣闊。而木質纖維素生物質主要是指甘蔗渣、秸稈、枯草、木屑等不可食用的生物質，是數量最多、價格最低、生長速度最快的生物質，主要是由纖維素、半纖維素和木質素構成[3]。

長期以來木質纖維素生物質的利用以直接燃燒為主，近些年來人們越來越關注將其轉化成其他形式的能量[4]。木質纖維素生物質液化作為一項資源高效利用的新技術工藝日益受到重視。木質纖維素生物質液化的溶劑主要包括水和有機溶劑，其中水是自然界最重要、應用最廣泛的溶劑，無毒、無害、不污染環境，因此水熱液化作為一種最有希望的綠色環保技術受到普遍的關注。水熱液化的條件一般在250～550℃和5～25MPa之間[5]，這種條件下水的性質發生了極大的改變[6]，如介電常數會急劇下降、離子積減小、非極性增強甚至能與油相互溶。在木質纖維素生物質水熱液化中水既是溶劑也是反應物，木質纖維素生物質不需要進行脫水便可以直接反應，因此省去了木質纖維素生物質脫水的預處理環節，降低了液化成本。

本文總結了木質纖維素生物質的模型化合物（纖維素、半纖維素和木質素）在水熱液化條件下的降解路徑以及液化產物。木質纖維素生物質原料的成分比較復雜，通過水熱液化方式轉化成液體燃料更是一個非常復雜的物理化學過程。選用不同木質纖維素生物質原料進行水熱液化實驗，其反應路徑、液化產物均有差別，反應條件不同對應的產物也會差別很大，因此針對具體木質纖維素生物質原料的水熱液化實驗有待進一步深入的研究。

1 木質纖維素生物質模型化合物的水熱液化

木質纖維素類生物質主要由纖維素、半纖維素、木質素組成，三者成分占了其絕大部分。其中，纖維素占40%～50%，半纖維素占20%～30%，木質素占20%～28%[7]。表1給出了一些典型生物質廢棄物的組成成分[8]。

1.1 纖維素的水熱液化

纖維素是木質纖維素生物質的主要成分之一，纖維素由葡萄糖通過β-1,4糖苷鍵聯結而成的線性長鏈高分子聚合物。學者通常以纖維素為起點作為木質纖維素生物質的模型化合物進行研究[9-10]。SASAKI等[10-12]考察了在290～400℃溫度范圍內停留時間不超過14s時纖維素的水解和分解。

表1 典型生物質廢棄物的組成成分（干基）[8]

CANTERO等[9]研究了纖維素在溫度275～400℃、停留時間0.04～10s下的分解，并計算出降解的動力學常數。這些研究的結果表明，纖維素在水熱條件下分解的主要產品為葡萄糖、果糖、赤蘚糖、二羥基丙酮、甘油醛、丙酮醛和一些低聚物，包括纖維二糖、纖維三糖、纖維四糖、纖維五糖和纖維六糖等。通過這些產品和纖維素模型化合物（纖維素二糖、纖維三糖、和纖維五糖）的動力學和機理研究，纖維素降解的主要路徑已得到一定的認識[12-13]，如圖1。纖維素主要通過兩個反應路徑解聚：①溶脹和溶解纖維素，而后水解糖苷鍵；②通過纖維素還原末端的糖苷鍵斷裂脫水。糖苷鍵的斷裂隨著溫度的升高和壓力的降低而發生，而在亞臨界水和超臨界水中糖苷鍵的水解為主要途徑[13]。

YIN等[14]在275～320℃水熱條件下，分別研究了纖維素在酸性、中性以及堿性環境下的液化。不同的酸堿度條件下，纖維素的主要降解產物不同：在酸性和中性條件下，主要降解產物為5-羥甲基糠醛；在堿性條件下，主要降解產物為C2～C5的羧酸類。該作者認為5-羥甲基糠醛是纖維素水熱液化的非常重要的中間產物，它既可以進一步降解生成氣體，也可進行縮聚形成焦炭。在酸性、中性和堿性條件下，反應溫度越高、停留時間越長，生物油的產量就越低。另外，該作者也印證了纖維素降解生成的低分子量的酸和醛極易轉化生成氣體[15]。

圖1 水熱條件下纖維素的反應機理[13]1—溶脹（或溶解）纖維素；2—纖維寡糖；3—葡萄糖；4—赤蘚糖；5—乙醇醛；6—果糖；7—甘油醛；8—二羥基丙酮；9—丙酮醛；10—5-羥甲基糠醛；11—糠醛；12—吡喃葡萄糖基-赤蘚糖；13—吡喃葡萄糖基-羥基乙醛；14—脫水纖維寡糖；15—左旋葡聚糖

作為纖維素的組成單體葡萄糖，其水熱液化反應已得到廣泛的研究[16-18]。葡萄糖水熱反應的主要產物是果糖、赤蘚糖、乙醇醛、二羥基丙酮、甘油醛、1,6 -脫水葡萄糖和丙酮醛。葡萄糖在水熱條件下的主要反應[13]主要包括：①葡萄糖經酮-烯醇互變異構化為果糖；②葡萄糖脫水成1,6-脫水葡萄糖；③葡萄糖通過反羥醛縮合分解為醛和酮；④互變異構的中間產物和果糖脫水產生5-羥甲基糠醛。SINAG等[19]研究了葡萄糖在超臨界水中分解，葡萄糖同時轉化為糠醛和酸/醛，糠醛可進一步轉換形成酸/醛和苯酚，而酸和醛是氣態化合物的前體。值得注意的是產物中含有酚類，這說明木質纖維素生物質水熱液化產生的生物油中的酚類不只來自于木質素。

1.2 半纖維素的水熱液化

半纖維素占木質纖維素生物質組成的20%～30%，是由不同的單糖（5-碳糖和6-碳糖）組成的雜聚物，包括木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等[20]。半纖維素的結晶度較低，降解溫度相對較低，MOK 等[21]發現，各種木材和草本生物質原料中的半纖維素在230℃、34.5MPa的水熱條件下反應2min可接近100%的水解。

木聚糖往往作為半纖維素的模型化合物進行水熱機理研究，而其單體——木糖的水熱液化機理，AIDA等[22]已作出了重要闡述（如圖2所示），脫水、反羥醛縮合和醛糖/酮糖的相互轉化是木糖水熱液化的主要路徑。SROKOL等[23]在340℃和27.5MPa的水熱條件下，研究了組成半纖維素的其他單糖，如葡萄糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖的液化產物。阿拉伯糖的液化產物主要是乙醇醛、甘油醛和糠醛，這與木糖的主要產物相一致。可以得出的結論是，這些組成半纖維素的單糖（包括5-碳糖和6-碳糖）在水熱條件下的液化機制是相似的。JING等[24]的研究結果表明，糠醛在水熱條件下也會進一步分解，但分解速率比從木糖轉化而來的速率要低，因此可以解釋木糖的液化產物中含有大量的糠醛。

1.3 木質素的水熱液化

木質素是由苯基丙烷結構單元通過醚鍵和碳碳鍵聯接而成，是具有三維結構的芳香族高分子化合物[24]。木質素的蓬松結構，使得不同的木質素單元之間有了多個鏈接的可能[7]。木質素不能水解成單糖，它在纖維素與半纖維素周圍形成保護層，影響纖維素和半纖維素水解。由于碳碳鍵比糖苷鍵斷裂要困難得多，因此，在相同的反應條件下，木質素的含量越高，生物質越難被液化，出現的焦炭量也可能會越多[25-26]。木質素液化的產物主要是酚類物質，部分酸、醇等小分子及碳氫化合物[27]。

圖2 D-木糖的在水熱條件下的主要反應途徑[22]

與纖維素和半纖維素相比，單獨研究木質素的水熱液化較少，但也有一些學者進行了較深入的探討。BARBIER等[28]在370℃和390℃研究了香蘭素、4-芐氧基苯酚、2,2-二羥基聯苯的水熱液化，并對其液化產物的分子量和化學結構進行了分析，提出了木質素水熱液化的路徑，如圖3所示。木質素在水熱液化的過程中，降解和結聚同時發生，存在著競爭反應。苯環相對穩定，水熱液化往往首先發生在苯環的取代基團上。KANETAKE等[29]發現，即使在高溫下，酚醚鍵也不容易斷裂，2-甲氧基苯酚的主要液化產物為鄰苯二酚和苯酚，而不是鄰甲酚。LIU等[30]研究了核桃殼在200～300℃的水熱液化，在堿性條件下，可以檢測到酚的衍生物，如2-甲氧基苯酚、3,4-二甲氧基苯酚和1,2-苯二酚，它們最有可能是木質素水解產生的甲氧基繼續水解而產生的。

圖3 木質素水熱液化可能的降解路徑[28]

2 木質纖維素生物質的水熱液化

木質纖維素生物質的水熱液化過程中，通常形成油相（生物油或生物原油）、含水有機物相和富含CO2的氣相。生物油除含有碳、氫、氧外，通常還含有氮和硫，其含量的多少與木質纖維素生物質的組成有關；不同的木質纖維素生物質原料水熱液化產生的生物油成分均有差異。ZHANG等[31]對玉米秸稈和白楊水熱液化，玉米秸稈的液化產物包括4-乙基苯酚、1-(4-羥基-3,5-二甲氧基苯基)-乙酮、2-羥基-3-甲基-2-環戊烯-1-酮、2,5-己二酮和1-羥基-2-丙酮，而這些產物在經1%稀硫酸處理的白楊木的水熱液化產物中未曾檢測到；同樣，經1%的稀硫酸處理的白楊木的水熱液化產物中的3-甲基-2-環戊烯-1-酮、3-甲基-苯酚和2-甲氧基-4-丙基苯酚未曾在玉米秸稈的液化產物中檢測出。在另一篇文獻中，ZHANG等[32]對天然草地多年生植物的混合物進行水熱液化，液化產物主要是芳烴、酮、醛、羧酸、酯、含氮化合物以及它們的衍生物；而液化經稀酸預處理過的該混合物，產物中的糠醛含量很高（約占總液化產物的9.9%）；水熱液化該混合物提取的木質素，其液化產物含有高濃度的單環芳烴類，如愈創木酚和4-乙基愈創木酚。KARAG?Z 等[33]水熱處理（280℃，15min）商業木質素也得到酚類化合物，包括2-甲氧基苯酚、1,2-苯二醇、4-甲基-1,2-苯二醇、3-甲基-1,2-苯二酚和苯酚。

不同的木質纖維素生物質原料水熱液化產生的生物油含量不同，表2列出了一些木質纖維素生物質水熱液化的產油率。一般情況下，含纖維素和半纖維素較多的木質纖維素生物質會生成更多的生物油。例如，硬木中的櫻桃樹因含纖維素和半纖維素較軟木中的柏樹高，水熱生成的生物油含量更高[34]。ZHONG等[35]研究了溫度對4種不同的木材（杉木、水曲柳、馬尾松和毛白楊）的水熱液化效果，發現生物油產率受溫度和木材木質素含量的影響，水曲柳由于含木質素較低，其重油產率最大。同時該作者得出了重油和焦炭最大產率與木質素含量的關系，如式(1)、式(2)所示。

表2 木質纖維素生物質水熱液化的產油率

KARAG?Z等[33]在280℃低溫下水熱液化木屑、稻殼、纖維素和木質素，得到的生物油產量不高，殘渣量較高。4種木質纖維素生物質中木屑的產油率最高，但也只有8.6%，木質素的殘渣量最多，達到60.0%，這與文獻[34]中產油率相差較大，最有可能的原因是未添加催化劑，并且作者的主要目的是研究生成的生物油成分的差異而不是提高生物油的產率。對比4種木質纖維素生物質產生的生物油，可以發現木屑產生的生物油中主要產物為4-甲基苯酚、2-甲氧基苯酚和糠醛，而稻殼產生的生物油中酚類物質高于木屑，可推斷出稻殼的木質素含量可能高于木屑。

除了單獨對木質纖維素生物質進行水熱液化，也有研究者對木質纖維素生物質與其他物質進行共液化的研究。SHUI等[37]使用稻稈和次煙煤進行共液化，結果表明共液化產生的協同作用有利于提高產油率。LI等[38]利用玉米秸稈和褐煤共液化，發現有利于輕質組分的生成，這可能是玉米秸稈降解的中間體或者自由基促進了褐煤的解聚，并且這些中間體和自由基可快速降解和氫化。GAI等[39]研究了稻殼與蛋白核小球藻的共液化，在300℃溫度下，稻殼與蛋白核小球藻（質量比1∶1）以固液比為20%共液化60min，可得到最高生物油產率；在提高生物油產率的同時，共液化作用可對生物油的品質進行提質：相同條件下，當稻殼與蛋白核小球藻的質量比為2∶3時，生成的生物油中烴類的含量可達23.44%。

近年來，利用熱動力學參數對生物質水熱氣化進行模型的建立，并對產物的分布進行預測已得到大量的研究[40]。在對木質纖維素生物質進行水熱液化的研究中，學者們也對實驗過程中的熱動力學參數進行模擬以建立相應的數學模型。MOSTEIRO-ROMERO等[41]根據云杉木在亞臨界水熱液化的實驗數據的基礎上建立了相應的數學模型，通過產物及元素分析對該模型進行優化，最終該模型能夠預測在不同操作條件下的產物分布和固體殘渣的組分。最近，伊利諾伊大學已經開發出一種管式連續反應器進行生物質的水熱液化，在實驗的基礎上，建立了一個計算流體動力學模型[42]。該模型通過輸入反應器內的操作溫度、原料貯存溫度和停留時間等參數，相應地可輸出包括反應速率、溫度分布以及努塞爾數在內的一系列參數。通過使用商業軟件ANSYS FLUENT檢測，模型的準確性得到確認。

在各項實驗研究的基礎上，木質纖維素生物質水熱液化工藝方面也已得到相應的進展，連續化、規模化、產業化一直是各研究的目標[43]。早在20世紀80年代[44]，已有6所實驗室共同實施了一項國際化生物質液化項目，并分別開發出一套工藝，其生物油產率在38%～53%之間，含氧量為9%～25%。其中由德國開發的直接高壓催化液化工藝采用半連續化生產，在碳平衡和能量補償方面優勢明顯，并且得到較高的產油量。以美國太平洋西北國家實驗室為主導[45]，使用火炬松和玉米秸稈為原料開發出一套水熱液化工藝。該工藝中使用了活塞流部件，通過對反應條件（反應溫度和反應時間）的研究，并對水溶性有機物進行循環利用，可增加生物油產率以及減少廢水的生成。BENSAID等[46]開發設計出年消耗量5萬噸生物質原料的生產工藝，生物油產量為1.89萬噸/年，并得到意大利皮埃蒙特地區的采用。該工藝主要包括進樣泵、噴射混合器、流量泵、熱回收裝置、加熱器、反應器以及分離器等，實現了部分水、氣、 油的循環利用，提高了能源的使用效率，取得了較好的經濟效益。

通常木質纖維素生物質水熱液化工藝所使用的反應器分為間歇式反應器、半連續式反應器和連續式反應器[47]。由于水熱條件反應劇烈，對反應器材料的選擇起到很大的限制，反應溫度越高，腐蝕作用越明顯[48]。在不少研究中，所使用的水熱反應器為合金[49]，如不銹鋼等。在水熱條件下，反應器壁可釋放出金屬離子并溶解在亞臨界水中[50]，而金屬離子又可作為均相催化劑進行反應。值得注意的是，反應器壁同樣可起到多相催化劑的效果，這對設計選用反應器的類型增加了難度。因此，研制出高效耐腐蝕性的反應器材質也是木質纖維素生物質水熱液化工藝發展重要的影響因素。

3 催化劑對木質纖維素生物質水熱液化的影響

催化劑對木質纖維素生物質液化具有重要影響，它不僅能促進木質纖維素生物質降解，抑制縮聚、重聚等副反應，降低固態殘留物的生成，提高液化產物的產率，還能適度地降低反應溫度、壓力，并加快反應速率，改變生物油的組成。目前，在木質纖維素生物質水熱液化研究中采用的催化劑包括均相催化劑和多相催化劑[8]，均相催化劑為可溶于溶劑中的酸、堿、堿式鹽等，多相催化劑為金屬催化劑或負載型催化劑。表3總結了不同均相催化劑和非均相催化劑對木質纖維素生物質液化效果的影響。

3.1 均相催化劑

表3 不同催化劑對木質纖維素生物質水熱液化的作用

酸、堿和堿式鹽都能催化木質纖維素生物質的水熱液化。KARIMI等[51]用稀硫酸為催化劑，采用兩步水熱液化法液化稻稈。在第一階段水熱液化中，80.8%木聚糖降解為木糖，25.8%葡聚糖降解為葡萄糖；而在第二階段，46.6%葡聚糖降解為葡萄糖。相對酸而言，堿催化劑的研究更廣泛。SINGH等[52]在不同的溫度下研究了水葫蘆在堿性催化劑下的水熱反應。在280℃溫度下反應15min，當KOH的添加量為1mol/L時，水葫蘆的轉化率為89%，產油率為23%；在提高產油率的同時，催化劑的使用還對生物油起到改性作用，生物油中脂肪族和芳香族有機物含量有所增加。在文獻[53]中，0.15%的K2CO3添加量可使柳枝稷在235℃下水熱液化的產油率提高到51.1%，同時氣體產率小于10%；另外水相產物中糖類和有機酸分別占15%和17%、5-羥甲基糠醛和糠醛分別占4%和6%，K2CO3顯著提高了這些有機物的產率。

對于堿金屬和堿土金屬鹽催化劑，尤其是其氫氧化物及其碳酸鹽，在水熱反應中使用較多，對過渡金屬的氯化物及其硝酸鹽的使用也有報道。在木質纖維素生物質的水熱液化中使用Ni(NO3)2作催化劑，氣相產物的產率相對會更高。如TUNGAL 等[56-57]使用Ni(NO3)2作催化劑在亞臨界水熱條件下液化廢紙和松木同時提高生物油和H2的產率。

3.2 多相催化劑

考慮到酸性和堿性催化劑腐蝕性強，對液化設備要求高，傳統均相催化劑的發展受到限制[63]，因而多相催化劑在木質纖維素生物質水熱液化中也有研究。SUN等[59]研究了Fe粉對泡桐水熱液化的影響，發現Fe粉可有效地提高重油的產率。TEKIN 等[60]使用天然硼酸鈣礦物質（主要成分為B2O3和CaO）水熱催化液化山毛櫸，在各實驗溫度下均表現出良好的催化效果，在300℃下總產油率可由22%提高到41%（輕油和重油分別為11.1%和29.8%），但催化劑的添加對生物油高位熱值的影響不大，說明該催化劑更多的是增加了木質纖維素生物質的降解液化效果而對木質纖維素生物質的降解液化產物脫水/脫羧效果不明顯；另外從生物油的成分可以看出，使用天然硼酸鈣礦物質催化劑可促進糠醛類物質（糠醛、5-甲基糠醛、5-羥甲基糠醛等）的降解，生成酚類、羧酸類、酯類等。

負載型催化劑如沸石分子篩，近幾年關注度有所提高。分子篩類催化劑具有豐富的孔道、巨大的比表面積，針對不同用途可進行一定的改性修飾，以達到更好的催化效果。HZSM-5型分子篩催化劑因其優異選擇性裂化、芳構化、異構化和烷基化等性能，已在石油工業中得到廣泛的應用[64]。王立華等[61]以HZSM-5型分子篩為載體，采用分步離子交換法制備NiHZSM-5、FeHZSM-5兩類負載型催化劑，在280℃、10MPa條件下水熱液化木屑。研究表明，金屬改性分子篩催化劑對木質纖維素生物質的催化液化具有明顯的選擇性，主要表現在催化液化產物酚類、乙烯類成分較為集中，因此以其為催化劑可選擇性獲得木質纖維素生物質液化產品。以γ-Al2O3為載體的分子篩催化劑，因其具有較大的比表面積和較多的酸位點而得到廣泛應用。CHEN 等[62]在稻殼的存在下脫氧液化棉籽，溫度為400～500℃，使用γ-Al2O3-CuO為催化劑，在450℃下，生成的生物油中的N含量降低了20%，而烷烴類增至54.91%，成分與汽油和柴油相近，極大地改善了生物油的品質。

4 展 望

木質纖維素生物質通過水熱液化方式轉化成液體燃料是一個非常復雜的物理化學過程，木質纖維素生物質中不同成分的反應路徑、液化產物均有差別，反應條件不同對應的產物也會有很大的差別。木質纖維素生物質水熱液化的主要目的是生產生物油和化學產品，優化工藝條件，使木質纖維素生物質水熱液化工程化是各研究的最終走向。以纖維素、半纖維素和木質素等為模型化合物研究木質纖維素生物質水熱液化機理已取得一定進展，但木質纖維素生物質的成分較復雜，今后還需要進一步探討其液化機理。主要包括以下幾個方面。

（1）對一些廣泛存在的木質纖維素生物質開展系統的水熱液化研究，以獲得詳細的反應機制和動力學基本參數。進而運用這些動力學數據，設計出合適的反應器。

（2）在各模型化合物水熱液化機理的基礎上，發展木質纖維素生物質在水熱條件下分解的數學模型[65]，預測木質纖維素生物質液化產物的組成，并有目的性地提高目標產物的產率。

（3）半纖維素往往在較低的溫度下開始降解，而木質素卻要在高溫下進行液化，為獲得高產量的生物油，兩段甚至多段液化是今后研究的方向之一[51，66]。發展兩階段或多段水解，在水熱條件下使用流動型反應器，分別回收半纖維素、纖維素和木質素產生的生物油，以獲得較高的總生物油產量。

（4）研制出合適的催化劑，以促進纖維素、木質素在較低溫度下水解，以盡量減少生物油的二次降解；在提高油產率的同時改善生物油的品質，如改性分子篩催化劑的使用。參照相關領域的觀念[67]，引入合適的相改性劑提高產油量，并促進生物油從液相降解產物中高效地分離。

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綜述與專論

Research progress of hydrothermal liquefaction of lignocellulosic biomass

WANG Wei1，2，3，YAN Xiuyi1，2，3，ZHANG Lei1，2，3，ZHOU Jinghui1，2，3（1College of Geosciences，China University of Petroleum-Beijing，Beijing 102249，China;2State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting，China University of Petroleum-Beijing，Beijing 102249，China；3Beijing Key
Laboratory of Oil and Gas Pollution Control，China University of Petroleum，Beijing 102249，China）

Abstract：This paper summarizes the degradation mechanisms and hydrolysis products of cellulose，hemicellulose and lignocellulosic biomass materials under hydrothermal liquefaction conditions. Cellulose and hemicellulose degrade to monosaccharides，and then to acids，aldehydes and ketones. The hydrothermal liquefaction products of lignin contain a lot of phenolic compounds. Hydrothermal liquefaction of specific lignocellulosic biomass is more complex，and different lignocellulosic biomass feedstocks lead to different bio-oil yield by hydrothermal liquefaction. Key factors determining the hydrolysis behavior in hydrothermal liquefaction are also discussed，including biomass type，catalyst，temperature，pressure，and reaction time on the yield and the distribution of products. Future research prospects to further improve the technology are discussed. It is pointed out that developing mathematical model of the hydrothermal decomposition，designing the suitable reactor，and selecting appropriate catalysts will be the directions of engineering experiments in the future.

Key words：lignocellulosic biomass; hydrothermal liquefaction; model compounds; degradation pathway; bio-oil

基金項目：國家自然科學基金青年基金（51108458）及教育部留學回國人員科研啟動基金（2011-1139）項目。

收稿日期：2015-05-25；修改稿日期：2015-06-21。

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.02.017

中圖分類號：X 71

文獻標志碼：A

文章編號：1000–6613（2016）02–0453–10