基于低共熔溶劑的木質纖維生物質預處理及其高值化利用的研究進展

張筱儀 劉 慰 劉華玉 王 慧 孫 琳 張淑亞張 寧 陳佳寧 劉 丹 劉 瑩 解洪祥，* 司傳領，，*

（1.天津市制漿造紙重點實驗室，天津科技大學輕工科學與工程學院，天津，300457；2.天津尖峰天然產物研究開發有限公司，天津，300457）

近年來，人類對石油類不可再生碳源的急劇消耗使之日益緊俏，從燃料能源到材料、化學品的生產，對它的嚴重依賴制約著人類的生存和社會的發展，因此具有相對優勢的可再生性碳源亟待開發[1]。木質纖維生物質是地球上最豐富的可再生資源，占地球上全部植物生物質的90%以上[2]。木質纖維生物質主要由纖維素、半纖維素、木質素以及少量的灰分、抽提物組成，全球通過光合作用每年可產生約2×1011t 木質纖維類原料，因其廉價易得，且含有約75%的多糖，故可用作生物燃料的制備原料及其他生物基高附加值產品的原料[3-4]。木質纖維生物質種類繁多，成分及結構復雜并具有很強的生物抗降解能力。因此，其分離難度較大，預處理困難，這制約了木質纖維生物質高值化利用的發展。

低共熔溶劑（Deep Eutectic Solvents，DESs）作為一種新型綠色溶劑，具有制備工藝簡單、可生物降解、生物相容性好等優點，使得其在電化學、有機合成、生物催化等領域均有發展潛力，特別是在生物質精煉和木質纖維生物質處理方面展現出了良好的應用前景。2012 年Francisco 等人[5]首次報道了有機鹽和天然羧酸組成的DESs 對原始麥稈良好的溶解能力。自此，DESs 在木質纖維生物質領域的研究范圍逐漸擴大，多數研究均獲得了理想的效果。但利用DESs 處理木質纖維生物質的研究仍處于起步階段?；谀壳暗难芯楷F狀，本文綜述了DESs 在木質纖維生物質預處理及高值化利用領域的研究進展，并為木質纖維生物質的高效利用、清潔轉化提供研究方向和思路。

1 低共熔溶劑概述

低共熔溶劑是一種由氫鍵供體（Hydrogen Bond Donor，HBD）和氫鍵受體（Hydrogen Bonding Accep‐tor，HBA）組成的混合物，包括多種陰離子物質和陽離子物質。Abbott 等人[6]在2003 年首次發現酰胺和季銨鹽可形成熔點低于室溫的溶劑。這種溶劑具有可回收、可生物降解和可大量制備的特性，被命名為“低共熔溶劑”。DESs 熔點低于構成組分中任意一種物質的熔點，且具有與水相溶、低揮發性、不可燃性、生物相容性、可降解性、可回收利用、原料低廉且易于制備等優點。大部分DESs 為熔融鹽，由于HBD 和HBA 的自主結合形成氫鍵，減少了體系相變的熵差，降低了原始物質的結晶能力[7-8]。

DESs 組成可用Cat+X-zY 通式表示，其中Cat+可表示銨鹽、磷鹽、锍陽離子；X-為Lewis 堿基，多為鹵素陰離子，其可與氫鍵供體Y 形成復雜的陰離子物質；z 表示Y 物質的分子數目。根據HBD 種類的不同，DESs 可分為4 大類，如表1 所示。從表1 可知，Ⅰ型DESs 中金屬鹵化物的性質決定了體系的化學性質[9]，多為ZnCl2、SnCl2、FeCl3與季銨鹽混合，所得混合物熔點均低于100℃。與Ⅰ型DESs 相比，由水合金屬鹵化物形成的Ⅱ型DESs 體系可達熔點范圍更廣，并且水合金屬鹵化物對水和空氣的敏感性較低；Ⅱ型DESs 體系制備成本較低，更適用于工業化大規模使用[8,10]。目前，常見的Ⅱ型DESs 體系多以氯 化膽 堿（ChCl） 為 基礎，如ChCl/CrCl3?6H2O 和ChCl/FeCl3?6H2O 等。Ⅲ型DESs 組成相對靈活，體系性質由HBD 決定，多用于生物柴油中甘油的去除、金屬氧化物的加工及纖維素衍生物的合成。Ⅲ型DESs 常以酰胺、多元羧酸、多元醇作為體系的HBD[6,10]。Ⅳ型DESs 現有研究較少，其本質上是以金屬鹵化物替代有機鹽，常用的無水金屬鹵化物為Zn‐Cl2，常以尿素、乙酰胺、乙二醇、1,6-己二醇作HBD[11]。

表1 DESs的組成及分類[8,10]

2 DESs在木質纖維生物質預處理中的應用

木質纖維生物質具有很強的抗張強度和機械強度，以及較高的抗生物降解能力，因此需要對其進行預處理操作，以暴露更多的纖維素和半纖維素；在傳統預處理技術中，機械粉碎、酸法及堿法預處理存在能耗多、成本高、反應條件苛刻以及不同程度的環境污染等問題；生物處理雖無污染，能耗低，但是反應周期過長，現階段無法滿足工業生產需求[2]。目前開發出的離子液體（Ionic Liquids，ILs）已被確定為新型有效的木質纖維生物質預處理的潛在溶劑。ILs 是一種環境友好型溶劑，對有機物具有良好的溶解性，可循環利用且回收過程中溶劑損失較少。然而，傳統的ILs 成本昂貴、溶劑合成過程及純化過程復雜、具有一定的毒性且生物降解性差[12]。因此，ILs 大范圍推廣使用受到一定的限制。DESs與ILs 的物理化學性質相似，并且具有制備成本更加便宜、低毒甚至無毒、可生物降解等優點。據已有研究表明，預處理過程中，DESs 中的鹵素陰離子與木質素可形成氫鍵結合，并選擇性斷裂木質素中苯基丙烷結構單元間的醚鍵，從而脫除木質素和半纖維素[13]。在預處理過程中，處理溫度、處理時間、溶劑黏度等條件均影響了DESs 的預處理效果。其中，DESs 體系的設計及組分的選取作為重要的影響因素將決定溶劑的性質及木質纖維生物質的預處理效果。幾種常用體系包括多元醇基DESs、酸基DESs、氨基DESs、?；鵇ESs、酚基DESs。此外碳水化合物也可作為HBD，但以碳水化合物為基礎的DESs 預處理效率遠遠低于以上幾種DESs 體系，故不常用于木質纖維生物質的預處理[5]。表2 總結了不同種類DESs 的預處理條件及其效果。

表2 不同種類DESs的預處理條件及其效果

DESs 預處理具有一定的普遍性，一種DESs 體系可對多種木質纖維生物質有較好的預處理效果，并且與傳統預處理方式相比，DESs預處理消耗能量更低。如與稀堿預處理相比，利用ChCl/乙二醇和ChCl/乙醇預處理能耗可降低20%[22]。同時DESs 體系可以提高纖維素酶解效率及葡萄糖的得率，穩定纖維素酶活性，解決了ILs 內鹽類物質的存在對酶活性的抑制作用。然而，并非所有的DESs 體系均可以穩定纖維素酶的活性，如在含體積分數10%的ChCl/丙二酸體系中無法檢測到纖維素酶的活性[22]。此外，利用DESs對木質纖維生物質進行預處理產生的纖維素酶抑制物（如乙酸、HMF、糠醛等）含量較少，可進一步提高酶解效率。如Procentese等人[19]利用ChCl/甘油、ChCl/咪唑、ChCl/尿素3種DESs分別對玉米芯進行預處理，發現經DESs預處理后，糠醛濃度均低于0.2 g/（100 g）玉米芯。

傳統預處理過程中，往往需要借助不同的處理技術以提高預處理效率。同樣地，在DESs 預處理過程中結合不同生物質處理技術也可起到強化預處理效果的作用。目前常用的機械處理技術包括微波處理技術和超聲處理技術。這兩種技術均可通過物理作用破壞木質纖維生物質細胞壁，并在很大程度上縮短了預處理時間，從而達到提高預處理效率的目的。此外，DESs 預處理也可結合其他預處理方式形成一種順序預處理技術，如水熱法、生物預處理、無機鹽預處理。

在木質纖維生物質預處理方面，三元DESs 也是一個很好的選擇。Xia等人[23]運用密度泛函理論與Ka‐mlet-Taft 溶劑變色法分析了ChCl 與丙三醇在摩爾比1∶2的DESs中的相互作用關系。在木素-碳水化合物復合物（LCC）網絡結構中，由于分子內氫鍵的作用，Clˉ奪氫能力降低，ChCl/丙三醇展現出較弱的競爭力，此外由于沒有酸性物質和活性質子的存在，醚鍵無法斷裂。作者基于酸性多位點配位理論提出向DESs 中加入AlCl3?6H2O，從而構成一個三元DESs。經該三元DESs 預處理后，木質素提取率增加至95.46%，木質素純度提高至94%。與二元DESs 相比，三元DESs 組成更為復雜，設計難度加大，但對于DESs 體系的發展與應用提供了一個更為廣闊的空間。目前有關該方面的研究工作還較少，因此，有關三元DESs 體系在生物質預處理領域的應用需要更深入探索。

3 木質纖維生物質的高值化利用

DESs 在木質纖維生物質的高值化利用過程中能夠發揮重要作用。木質纖維生物質經DESs 預處理后剩余的固態組分主要由纖維素組成，并具有高結晶度的纖維素Ι 型結構，可用于納米纖維素的制備、生物發酵、生物萃取等領域。另外，DESs 可作為催化轉化木質纖維生物質制備平臺化合物的綠色溶劑。

3.1 納米纖維素的制備

納米纖維素（Nanocellulose）具有優異的物理化學性能，如高拉伸強度（7.5～7.7 GPa）和彈性模量（130～150 GPa）、高比表面積（可達600 m2/g）、低密度（低至1.6 g/cm3）、可生物降解性和可再生性等優點，其被廣泛應用于水凝膠、氣凝膠、生物醫藥、光電材料、納米復合材料等領域[24]?；诩{米纖維素的尺寸、形貌和制備技術的不同，納米纖維素主要分為纖維素納米晶體（Cellulose nanocrystals,CNCs） 和纖維素納米纖絲（Cellulose nanofibrils,CNFs）[25]。研究表明，DESs 因具有良好的生物相容性、熱穩定性、可回收、制備簡單、無污染等優點，在納米纖維素的制備過程中展現了其特有優勢。DESs 可以使木質纖維素發生潤脹，減弱分子間的氫鍵作用，甚至可使部分木質纖維素發生降解。結合適當的機械處理進一步解纖，可獲得納米纖維素。酸性DESs 對分子間氫鍵破壞能力較強，且具有一定的酸水解能力，可使木質纖維素的非結晶區發生降解，因此多用于CNCs 的制備。而采用對氫鍵破壞力較弱的DESs （如以尿素、氨基鹽類等物質作為HBD）對木質纖維素進行處理，可穿透纖維素纖維，使纖維結構更加疏松，有利于進一步的納米級纖化[26]。常與高壓均質、微射流等機械處理方式復合來制備CNFs。2015 年，Sirvio? 等人[26-27]首次以DESs 作為木質纖維生物質和紙漿預處理的水解介質，結合后續機械處理成功制備得到CNCs 和CNFs。自此，利用多種DESs 體系結合不同的輔助手段均成功制備出CNCs 和CNFs。表3 總結了一些CNCs 和CNFs 的制備實例[27-32]。

然而DESs 水解能力較弱，難以直接將木質纖維素降解到納米級別。因此目前納米纖維素的制備多需借助機械手段進一步解纖。但這樣無疑增加了制備過程的能耗。Yang 等人[33]發明了一種綠色可回收的FeCl3催化DESs 體系，如圖1 所示，并首次通過反應直接獲取納米纖維素。該體系由二水草酸、ChCl和FeCl3?6H2O 組成，質量比為4∶1∶0.2，具有高產率、高熱穩定性的特點。結果表明，該體系可在溫和條件下從漂白硫酸鹽桉木漿中分離出直徑為5～20 nm、長度為50～300 nm、高結晶度（CrI=80）的CNCs，產率高達90%，且分散穩定。研究還表明該體系至少可循環使用3次，回收過程幾乎無污染物產生，但制備過程中FeCl3?6H2O 添加量較高（0.015 mmol/g），需要對該體系進一步優化以降低生產成本。此外，用于制備納米纖維素的DESs 大多為無水體系，僅依靠組分間的氫鍵作用構成溶劑，因此DESs 黏度較高，導致可溶解物質的質量濃度較低，溶劑轉移過程緩慢。Ma 等人[34]首次采用高度稀釋的DESs 預處理紙漿纖維并制備納米纖維素。當ChCl/草酸混合物質量分數為10%時，體系黏度接近于純水，且Kamlet-Taft 溶劑變色參數所反映的氫鍵酸度、極化率和溶劑化效應在加入大量水之后沒有發生明顯變化。用體積分數10%DESs 預處理紙漿，再經超聲處理后獲得CNFs，借助同樣的機械處理方式從體積分數20% DES（或體積分數30% DES）預處理后的紙漿中分離得到CNCs，所得的納米纖維素均具有納米結構、較高結晶度及良好的熱穩定性。整個制備過程簡便，在納米纖維素的工業生產上具有一定的競爭力。

表3 DESs體系制備的納米纖維素

圖1 FeCl3·6H2O催化DESs反應制備CNCs流程示意圖[33]

此外，部分DESs 可在纖維潤脹、解纖的同時與纖維素發生反應，在其表面引入功能性基團，使所得納米纖維素獲得附加屬性。Sirvio? 等人[35]利用氨基磺酸和尿素合成的DESs 是一種高效的纖維素磺化劑。以該種DESs 作為介質對纖維素進行硫化，可以顯著提高纖維素的硫酸鹽基團含量，所得的硫酸纖維素（電荷量2.4 mmol/g）呈現凝膠狀，經過一次微流處理后，獲得了一種高度透明的CNFs（在可見光范圍內0.1%溶液的透過率超過95%），檢測表明該CNFs表面含有大量的磺酸基團。除陰離子改性外，在纖維素表面引入陽離子基團，可應用于新型吸附材料的制備、礦物浮選劑的制備、有機太陽能電池板等領域。同時陽離子的引入能夠阻斷因靜電排斥產生的纖維絮聚現象。然而目前關于利用DESs 制備陽離子納米纖維素的研究較少。Li 等人[36]首次采用可回收DESs 生產陽離子納米纖維素，利用氨基胍鹽酸鹽和甘油制備可回收DESs，對雙醛基纖維素進行陽離子化，經過機械處理后，根據雙醛纖維素的初始醛基含量，可以設計納米纖維素形貌特征從而獲得高度陽離子化的CNFs或CNCs。所得CNCs直徑為（5.7±1.3）nm，CNFs直徑為（4.6±1.1）nm。

從上述研究中可以看出，在納米纖維素制備過程中，DESs 是一種有效的預處理手段。既可節約后續機械處理的能耗，也可通過對工藝條件的控制實現對產品的形貌和性能的控制，為納米纖維素的高效、綠色、多功能化的制備提供了良好的發展空間。

3.2 生物發酵

經DESs 預處理后，分離出的木質纖維素通過初步酶解后獲得的酶水解產物含有較多的還原性糖類物質，可用于進一步的微生物發酵以獲得醇類、脂類物質。

化石資源的過度消耗及其產生的環境污染問題驅動了木質纖維生物質轉化為生物燃料的發展[37]。生物醇是一種具有較大發展潛能的生物燃料，能夠有效緩解面臨的能源危機問題。因酸性體系對木質素和半纖維素具有良好的脫除效果，能夠暴露出更多的纖維素成分。經進一步酶解后可獲得較高產量的還原性糖，從而為生物發酵過程提供大量的發酵底物。Xu 等人[38]開發了一種高效的玉米秸稈預處理方式并進行生物丁醇發酵，如圖2 所示。利用ChCl/甲酸體系對玉米秸稈進行預處理，并對實驗條件進行優化。優化后半纖維素和木質素的脫除率分別為66.2%、23.8%，而纖維素獲得較高結晶度（CrI=57.1）。預處理產物經充分洗滌除去殘余DESs 后進行酶解反應，葡萄糖產率高達99%。然后對玉米秸稈的酶解產物進行生物發酵可獲得生物丁醇，所得丁醇濃度為5.63 g/L，產量為0.17 g/g總糖，生產效率為0.12 g/（L?h）。Chen 等人[39]利用乙二醇/ChCl 體系在酸性條件下預處理柳枝稷，DESs 預處理后再進行充分洗滌，然后利用纖維素酶對柳枝稷預處理產物進行酶解，最終獲得高濃度還原性糖（241.2 g/L），其中葡萄糖產率為86.2%。所得酶解產物經芽孢桿菌（NRRL B-14891）發酵成功轉化為2，3-丁二醇。并且在較高糖濃度下（226 g/L）發酵獲得高濃度（90.2 g/L）的2，3-丁二醇。研究表明，ChCl/乙二醇體系不僅可以提高木質纖維生物質的預處理效率，也可高效率地制備2，3-丁二醇。2019 年Guo 等人[40]指出長期使用酸性DESs 會造成生產設備的腐蝕以及一定程度的環境污染。而雜多酸作為一種環境友好型固體酸催化劑具有較強的酸性，能夠有效提高木質素的脫除率，有利于生物發酵過程的進行。因此該課題組以硅鎢酸為催化劑，利用ChCl/甘油體系對芒草預處理。在120℃下預處理3 h，木質素脫除率達89.7%。然后對預處理產物進行半同步糖化發酵，發酵效率高達97.3%，是未預處理芒草的8 倍。在半同步糖化發酵過程中，乙醇產量最高達8.77 g/L，乙醇產率為81.8%。這項研究不僅縮短了酶解及生物發酵時間，同時保證了乙醇的高效生產，為生物醇的生產提供了一種溫和、環保、低能耗的生產工藝。但需要注意的是酸性物質對微生物的發酵存在一定抑制作用[41]。因此在生物發酵前需要對木質纖維生物質的酶解產物進行充分的洗滌，防止由于洗滌不充分導致殘余液體對發酵過程產生負面影響。

圖2 經DESs預處理的玉米秸稈用于生物丁醇發酵流程圖[38]

除獲取生物醇外，還可以通過聚脂微生物的發酵制備脂類物質。Dai 等人[42]設計了一種生物預處理和DESs 預處理的連續預處理方式。竹筍先經半乳糖菌在30℃下預處理72 h，接著利用ChCl/草酸體系（摩爾比1∶2）在150℃下再進行1.5 h 的預處理。然后在50℃下利用纖維素酶、葡萄糖苷酶和聚木糖酶對預處理產物進行酶解，酶解產物經芽孢桿菌（CCZU11-1）發酵后成功轉化為三酰甘油（TAG）。經檢測，發酵微生物中積累了大量的由C16 和C18 脂肪酸鏈構成的脂肪酸，包括十六烷酸（25.3%）、棕櫚油酸（24.4%）、硬脂酸（15.1%）、十八烯酸（21.6%）。由于這部分脂質具有與植物油相似的脂肪酸組成，可應用于生物燃料和脂肪酸衍生化學品的制備。

綜上，DESs 對生物的發酵過程的影響主要體現在對木質纖維生物質的預處理方面。良好的預處理效果可以有效促進酶解產糖過程，進而提高生物發酵效率。此外，經DESs 預處理后的木質纖維素對生物發酵過程并無明顯的抑制作用。然而在生物發酵過程中直接應用DESs 體系的相關研究較少，這無疑限制了DESs在生物發酵領域中的發展。

3.3 催化轉化制備平臺化合物

可再生生物質催化轉化為綠色化學物質和燃料添加劑在過去幾十年里得到了廣泛的研究[43]。利用木質纖維生物質降解轉化，可制備5-羥甲基糠醛（5-HMF）、糠醛、乙酰丙酸等重要平臺化合物。以DESs 作為平臺化合物催化轉化的反應介質具有較好的選擇性、高熱穩定性、低毒性、生物相容性等優點。在傳統的催化轉化方法中，酸是一種常用的反應催化劑。但是酸物質的直接利用存在廢酸產生及設備腐蝕問題。而使用酸性DESs 可以有效緩解上述問題。因此在平臺化合物的催化轉化過程中，酸性DESs 體系既可作為一種良好的反應介質，同時也能起到較好的催化作用。Sert 等人[44]利用ChCl/草酸、ChCl/檸檬酸、ChCl/酒石酸3 種酸性DESs 體系分別對向日葵莖纖維素進行催化降解。通過對實驗條件的優化，確定ChCl/草酸是向日葵莖纖維素催化降解過程中最有效的DESs 體系。在180℃微波條件下處理1 min，纖維素降解率高達99.07%，是傳統催化降解方式的1.6 倍，其中乙酰丙酸產率為76.2%，5-HMF 產率為4.07%，糠醛產率為5.57%，甲酸產率為15.24%。這項研究解決了傳統木質纖維素催化降解過程中出現的腐蝕、選擇性差、環境污染等問題，提供了一種簡單、高效、高選擇性的新型綠色催化降解方式。此外，Liu 等人[45]設計了一種可回收、低黏度、高導電 性的FeCl3?6H2O 基DESs 體 系。這種DESs 體系在纖維素催化轉化為葡萄糖酸的過程中展現出良好的溶劑效果和催化效果，反應過程如圖3所示。其中效果最好的體系為FeCl3?6H2O/乙二醇體系，葡萄糖酸的產率為52.7%。同時課題組發現在該DESs 體系中，產生的葡萄糖酸可以自主沉淀，因此可省去產品復雜的分離提取過程。這項研究實現了產物制備過程與分離過程的結合，在工業化應用中具有較大發展潛能。然而目前平臺化合物制備原料多以纖維素成品為主。Lee 等人[46]開發了一種以棕櫚葉為原料，利用酸性DESs 體系（ChCl/草酸、ChCl/丙二酸、ChCl/琥珀酸）來制備糠醛的方法。該工作的一個特色是在處理過程中未添加任何外加催化劑，便實現了將木質纖維生物質中的半纖維素直接轉化為糠醛。結果表明，在100℃條件下，利用含水16.4%的草酸/ChCl 體系處理棕櫚葉，糠醛產率最高（26.34%）。回收處理后的原料發現，經DESs 處理過的棕櫚葉仍含有較多纖維素，因此，回收的原料還可以用來制備其他高附加值產品。綜合上述研究，在制備過程中，酸性DESs 可同時起到溶劑作用和催化作用。與傳統制備方法相比，DESs 的應用提高了平臺化合物的產率，并在一定程度上降低了制備成本，為平臺化合物的催化轉化開拓了新的研究思路。

圖3 FeCl3?6H2O基DESs體系催化轉化纖維素制備葡萄糖酸的反應過程示意圖[45]

3.4 生物萃取

近年來，DESs 體系在木質纖維生物質的生物活性組分萃取和分離方面的應用引起諸多學者的關注。木質纖維生物質中除纖維素、半纖維素、木質素外，仍存在有天然色素、酚類物質、天然有機化合物等天然生物活性物質。因DESs 具有良好的生物相容性、熱穩定性等優點，在木質纖維生物質的的生物萃取中也具有一定的優勢。Cao 等人[47]開發了一種均質輔助的真空空化技術，以DESs 作為反應溶劑，從藤條中萃取酚類化合物。在該研究中所用DESs 為ChCl/乙二醇體系（摩爾比1∶3），其中ChCl/乙二醇體系與水的最佳體積比為6∶4，均質和真空空化的最佳處理時間分別為2 min 和25 min。在最佳萃取條件下，溶液中酚類物質總含量為6.82 mg/g。此外，另一課題組指出DESs 可同時作為萃取劑，并利用含水的ChCl/丙二酸體系從銀杏樹葉中萃取出原花青素（PAC）[48]。PAC 具有很強的清除自由基能力，被廣泛用作氧自由基清除劑。通過對實驗條件的優化，確定了最佳萃取條件：溫度為65℃，萃取時間為35 min，DESs 含水量為55%（質量分數），萃取固液比為10.57∶1。在最佳條件下，PAC的提取率為（22.19±0.71）mg/g，遠高于常規有機溶劑。考慮到生物可降解性及藥物接受性，利用DESs從銀杏樹葉中萃取原花青素是一種高效、綠色的萃取方式。

4 結語與展望

DESs 在木質纖維生物質預處理過程中可使纖維素、半纖維素、木質素等組分充分分離，為木質纖維生物質的高值化利用奠定了良好的基礎。但DESs 在木質纖維生物質領域的研究尚處于初始階段，其工業化利用仍受到成本、回收過程、生物降解等多方面限制：①DESs 種類繁多，而關于針對不同情況如何選用DESs 的研究較少，并且不同情況下處理效果最佳的DESs 仍待優化和發掘。②DESs 體系的高黏度問題嚴重限制了其應用。盡管已有學者通過添加水分降低了體系黏度，但水分含量對DESs 體系和應用效果的影響仍有待進一步研究。③有關DESs 循環使用的研究仍有所欠缺，限制了DESs 的規?；瘧?。④多項實驗證實，經DESs 預處理后所得的預水解產物可用于納米纖維素的制備、生物發酵、生物萃取、平臺化合物的制備中，但可得的高附加值產品種類較少且制備過程中產品性能和產率隨處理方式的不同有較大差異。

針對上述問題，未來的研究可圍繞以下幾個方面展開：①探究DESs 作用機理，從而更加迅速精確地選擇出作用效果最好的DESs 體系。②優化DESs 體系，逐漸形成經濟、高效、可行的工業化應用手段。③針對DESs 體系的回用次數、回收方式、回用后的溶劑性質等方面進行更系統、充分的研究，為工業化生產奠定基礎。④充分開發木質纖維生物質的高值化應用，探索更多種具有更高附加值的纖維衍生物及糖類衍生物，如有機酸或糖醇，減少對不可再生資源的依賴。

相信隨著DESs 應用技術研究的不斷深入，DESs在木質纖維生物質領域的應用可逐漸形成高效率、低能耗、綠色環保的工業化生產，從而為自然和人類的可持續發展作出重要貢獻。