纖維素/生物質熱解生成脫水糖衍生物的機理以及選擇性制備技術研究進展

董曉晨，葉小寧，張智博，胡斌，陸強，董長青（華北電力大學生物質發電成套設備國家工程實驗室，北京 102206）

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綜述與專論

纖維素/生物質熱解生成脫水糖衍生物的機理以及選擇性制備技術研究進展

董曉晨，葉小寧，張智博，胡斌，陸強，董長青
（華北電力大學生物質發電成套設備國家工程實驗室，北京 102206）

摘要：纖維素/生物質快速熱解過程中會形成多種脫水糖衍生物，包括左旋葡萄糖酮（LGO）、1，4:3，6-二脫水-α-D-吡喃葡萄糖（DGP）、1，5-脫水-4-脫氧-D-甘油基-己-1-烯-3-阿洛酮糖（APP）和 1-羥基-3，6-二氧二環［3.2.1］辛-2-酮（LAC）等，這些脫水糖衍生物均具有很高的化工應用價值。然而在常規熱解過程中，這些產物的產率都非常低，使得后續的分離提取十分困難；而在適當的催化熱解條件下，其產率可以大幅提升，從而實現目標產物的選擇性制備。基于此，本文首先概述了國內外學者對這 4種脫水糖衍生物熱解生成機理的實驗以及密度泛函理論研究；隨后總結了針對LGO和LAC這兩種產物，現階段已開發的選擇性熱解制備技術，包括最佳的催化劑以及催化熱解反應條件；最后提出了未來在脫水糖衍生物生成機理以及選擇性制備技術方面需要開展的工作。

關鍵詞：纖維素；生物質；熱解；選擇性

第一作者：董曉晨（1991—），女，碩士研究生。聯系人：陸強，副教授，研究方向為生物質高效熱解轉化研究。E-mail qianglu@mail. ustc.edu.cn。

快速熱解是一種重要的生物質轉化利用技術，該技術是在中溫缺氧條件下，對生物質快速加熱使其受熱分解，而后對熱解氣進行快速冷凝從而主要獲得液體產物生物油［1-3］。生物油可以作為一種新型的液體燃料應用于各種熱力設備［4］；此外，生物油中也含有多種難以通過常規手段合成的高附加值化學品。然而，生物質常規熱解選擇性較差，使得常規生物油中絕大多數物質的含量都很低，這給后續的分離提純造成了很大困難，而且經濟性也較差。為了獲得特定的高附加值化學品，生物質選擇性熱解技術應運而生，通過各種手段對熱解過程進行定向調控，從而直接獲得富含特定目標產物的生物油。

作為生物質最重要的組分，纖維素在快速熱解過程中會經歷解聚和開裂兩類互相競爭的反應途徑，生成眾多液體產物［5-7］，其中包括多種脫水糖衍生物，以左旋葡聚糖（LG）為主，另外還有少量的左旋葡萄糖酮（LGO，1，6-脫水-3，4-雙脫氧-β-D-吡喃-2-酮）、1，4:3，6-二脫水-α-D-吡喃葡萄糖（DGP）、1，5-脫水-4-脫氧-D-甘油基-己-1-烯-3-阿洛酮糖（APP）和 1-羥基-3，6-二氧二環［3.2.1］辛-2-酮（LAC）等脫水糖衍生物［8-10］，其結構如圖1所示。LG是纖維素熱解最重要的產物，直接以纖維素為原料進行快速熱解，LG的產率及其在生物油的中含量都很高，可以直接分離獲得。但LGO、DGP、APP和LAC的產率都很低，為此需要首先了解各產物的熱解形成機理，在此基礎上開發合適的選擇性熱解制備技術。

圖1 纖維素熱解生成的4種高附加值脫水糖衍生物

1 纖維素/生物質熱解生成LGO的機理

1.1 LGO的生成特性

LGO的結構于1973年首次確定［11］，其獨特的化學結構使其成為有機合成的重要原料，例如合成河豚毒素、硫糖和RAS活化抑制劑［12-13］，因此具有很高的應用價值。在常規的生物質快速熱解過程中，幾乎難以檢測到 LGO的存在；以純纖維素為原料進行熱解，可以在其產物中檢測到少量的 LGO。 LGO主要在纖維素的熱解初期生成，根據LU等［10］研究，在較低溫度下對纖維素熱解較短的時間后，即可得到LGO；在550℃以前，延長熱解時間，LGO僅有少量增加；而在 450℃之后，提高熱解溫度，LGO的產率明顯下降，這表明高溫不利于LGO的生成。

1.2 LGO生成機理的實驗

在早期的研究中，有學者認為 LGO是直接由LG脫水形成的，這是由于LG作為纖維素熱解最重要的產物，容易發生二次裂解而形成多種與纖維素直接熱解相似的產物［8］。HALPERN等［11］通過實驗發現在酸催化條件下，纖維素及其熱解生成的 LG容易進一步反應生成LGO，并提出了如圖2所示的LGO生成路徑；然而，該機理僅是基于酸催化條件下的LGO生成機理，不具有普遍性。鑒于LGO需要纖維素經歷解聚和脫水兩種反應而生成，OHNISHI等［14］認為LGO可以通過不止一種反應途徑生成，即可由纖維素先解聚生成LG后脫水生成，也可由纖維素先脫水而后再解聚生成，如圖3所示，視脫水和解聚反應發生的先后順序不同，纖維素會經歷不同的中間產物形成LGO，LG是LGO生成的前體之一，但不是唯一前體。

圖2 HALPEN等［11］提出的酸催化LG生成 LGO的路徑

圖3 OHNISHI等［14］提出纖維素熱解生成LGO的路徑

為了確定LGO是否直接來自于LG的脫水反應，LU等［10］分別以纖維素和純LG為原料進行了熱解實驗，通過對纖維素進行不同熱解溫度和時間下的實驗結果分析發現，LG與LGO的生成特性完全不同:提高熱解溫度能促進LG的生成但會抑制LGO的生成；此外，對純LG的熱解實驗表明LG具有很好的熱穩定性，即使在較高的熱解溫度下，也僅有少量分解，而且分解產物中 LGO極少。這一實驗結果說明了在纖維素的熱解過程中，LGO基本不來源于LG的二次分解反應。基于上述結論和前人的研究結果［14］，LU等［10］確定LGO主要是由纖維素先脫水再發生糖苷鍵斷裂等反應生成的。

此外，SHAFIZADEH等［15］提出LGO不僅可以由 LG脫水生成，還可以由另一種脫水糖衍生物DGP脫水生成；并通過酸催化熱解DGP實驗，發現其產物中含有數量可觀的 LGO［16］。基于實驗結果，SHAFIZADEH等［16］提出了由纖維素的熱解產物DGP進一步反應生成LGO的路徑，如圖4所示。除了上述生成LGO的前體，LIN等［17］還提出LG的同分異構體1，6-脫水-呋喃葡萄糖（AGF）也可以脫水生成LGO，因此LIN等［17］將纖維素熱解生成LGO的機理總結如圖5所示。

1.3 LGO生成機理的理論

由于實驗條件和檢測方法的限制，常規的實驗研究難以從微觀層面揭示反應機理；而密度泛函理論方法可以在分子水平上模擬化學反應，深入揭示葡萄糖和纖維二糖）熱解生成 LGO的路徑進行了熱解反應機理。LU等［18］利用密度泛函理論方法和Gaussian09軟件對纖維素的兩種模型化合物（吡喃全面計算，詳細分析了多條可能的LGO生成路徑，并確定了兩種模化物各自熱解生成 LGO的最優路徑，如圖6所示。通過計算，LU等［18］發現不論是葡萄糖還是纖維二糖，經由LG生成LGO的路徑能壘都較高，不是生成 LGO的最優路徑，因此進一步證實了LG不是生成LGO的必經的中間體，與此前的實驗結果相吻合［10］；葡萄糖和纖維二糖熱解生成LGO的最優路徑基本一致，由此，LU等［18］進一步推斷了纖維素熱解生成LGO的反應機理，如圖6所示，在纖維素的熱解過程中，其單體兩側糖苷鍵的斷裂均可以生成雙鍵；并發生脫水等反應生成LGO。在今后的研究中，還需要進一步對該反應機理的正確性進行驗證。

圖4 SHAFIZADEH等［16］提出的DGP分解生成LGO的反應路徑

圖5 LIN等［17］提出的LGO生成機理

2 纖維素/生物質熱解生成DGP、APP 和LAC的機理

2.1 DGP、APP和LAC的生成特性

DGP、APP和LAC是另外3種重要的脫水糖產物，但目前對其生成機理的研究還都較少。早先的研究中就已經確定了 DGP和 APP的結構，而LAC的結構于 1988年才首次確定［19］。根據 LU等［10］的研究，在纖維素熱解過程中，DGP和APP的生成特性與LGO既有相同之處，也有不同之處。相同之處在于，隨著熱解溫度的升高，DGP和APP的產率均是先增后減，說明高溫不利于兩者的生成；不同之處在于，LGO僅在纖維素的熱解初期生成，而DGP和APP則在整個熱解過程中都會生成，且隨著熱解時間的延長，DGP和APP的產率會有明顯的增加。對于LAC，其生成特性與LGO相差很大，提高熱解溫度和延長熱解時間均有利于LAC的生成，通常在500℃以上LAC的產率明顯增加，說明充分的熱解條件可以促進LAC的生成。

2.2 DGP的生成機理

SHAFIZADEH等［16］基于實驗結果提出，DGP是由纖維素單體經過分子內的轉糖苷作用和醚化反應生成的，其前體可能是1，4-脫水-α-D-吡喃葡萄糖；并提出了圖7所示的DGP生成機理［15］。在圖7所示的路徑中，LG也是生成 DGP的前體之一，即LG首先異構生成 1，4-脫水-α-D-吡喃葡萄糖，然后進一步發生脫水反應生成DGP。這一觀點也得到了LIN等［17］的支持。

圖6 LU等［18］提出的葡萄糖、纖維二糖和纖維素生成LGO的路徑

圖7 SHAFIZADEH［15］提出的DGP生成機理

2.3 APP和LAC的生成機理

SHAFIZADEH等［20］還對熱解過程中APP的生成進行了研究，并基于實驗結果提出了可能的APP生成機理，如圖8所示，纖維素熱解過程中，經歷兩次連續的糖苷鍵斷裂形成APP。對于LAC的生成機理，FURNEAUX等［19］則提出了 APP是生成LAC的前體這一觀點，APP通過芐基重排反應生成LAC，如圖8所示。很顯然，高溫有利于解聚和重排反應的發生，與LAC的生成特性相吻合。

3 纖維素/生物質選擇性熱解制備LGO的技術開發

在纖維素或生物質的常規熱解過程中，LGO的產率非常低。研究人員發現，在熱解過程中引入合適的酸催化劑，并控制較低的熱解反應溫度，可以不同程度地提高LGO的產率［21］。基于此，不同學者對各種酸催化劑進行了篩選，并根據催化劑的特性選用合適的熱解方式（酸催化劑直接浸漬負載于生物質原料，或者和生物質原料機械混合），發現了多種有效的酸催化劑，在此基礎上開發了不同的纖維素/生物質選擇性熱解制備LGO的技術，一些重要技術所涉及的原料、催化劑以及 LGO選擇性，均列于表1。

圖8 SHAFIZADEH等［20］和FURNEAUX等［19］提出的APP和LAC的生成路徑

表1 纖維素/生物質催化熱解選擇性制備LGO的研究結果

3.1 纖維素/生物質浸漬負載酸催化劑后選擇性熱解制備LGO

3.1.1 金屬鹽催化劑

不同學者在對金屬鹽催化熱解纖維素/生物質的研究中發現，多種金屬氯化物均對 LGO的生成有一定的促進作用，包括 CuCl2、AlCl3、MgCl2、FeCl3以及ZnCl2［22-25］，其中ZnCl2的催化效果相對較好［26-28］。當在纖維素/生物質上浸漬負載少量的ZnCl2時，即可抑制纖維素的開裂反應形成各種小分子物質（如羥基乙醛、羥基丙酮等），并顯著促進多種脫水糖衍生物（包括LGO）以及呋喃類產物（以糠醛為主）的生成；然而，隨著ZnCl2負載量的進一步增加，ZnCl2對LGO的選擇性逐漸降低，取而代之的是高純度的糠醛，這是因為 LGO等脫水糖衍生物在過量的ZnCl2存在下，二次分解生成了糠醛［22］。此外，不同學者還發現其他一些金屬鹽對LGO的生成也有一定的促進作用，包括K2CO3［29-30］、Fe2（SO4）3［31］等。總的來說，金屬鹽對LGO的生成雖然有一定的促進作用，但一般會同時促進多種脫水糖衍生物和呋喃類產物的生成，對LGO的選擇性并不高。

3.1.2 無機酸催化劑

在眾多無機酸催化劑中，對 LGO選擇性最高的是磷酸。DOBELE等［32-34］在研究中發現，將纖維素或生物質浸漬磷酸后快速熱解可獲得富含 LGO的液體產物，并詳細考察了磷酸負載量、熱解溫度、熱解時間、纖維素結構等對 LGO形成的影響；以微晶纖維素為原料，浸漬2%的磷酸后在500℃下快速熱解，獲得的熱解產物中 LGO的相對含量最高可達34%，遠遠高于純纖維素熱解的結果；以樺木為原料，浸漬2.5%的磷酸后在500℃下快速熱解獲得的液體產物中 LGO的相對含量達到 17%。FU等［35］將磷酸浸漬于鉻化砷酸銅處理過的松木后熱解也獲得了很好的效果，在熱解溫度為 350℃以及6%磷酸負載量的條件下，其熱解產物中LGO的相對含量達到 22%；但當繼續增加磷酸浸漬量時，LGO的產率呈下降趨勢。NOWAKOWSKI等［36］分別將磷酸和磷酸銨以2%的負載量浸漬于纖維素后，在 350℃溫度下進行熱解，發現浸漬磷酸和磷酸銨后，熱解獲得的液體產物中 LGO的相對含量分別增加為纖維素直接熱解液體產物中 LGO相對含量的10倍和5倍。ZHANG等［37］采用Py-GC/MS技術，分別以微晶纖維素和楊木為原料，浸漬負載不同含量的磷酸后進行快速熱解，確定了負載磷酸含量為5%和熱解溫度為300℃時，LGO的產率最高，分別達到14.9%和7.5%。

除了磷酸外，硫酸對LGO也有較好的選擇性。BRANCA等［38］在研究中發現以玉米芯為原料，硫酸的浸漬量小于0.5%時，催化熱解主要促進LG和5-羥甲基糠醛（HMF）的生成；當浸漬量為 1%～3%時，LGO和糠醛的生成得到大幅促進。SUI等［39］詳細考察了生物質浸漬硫酸后在較低溫度下熱解生成 LGO的特性，發現以甘蔗渣為原料，在硫酸負載量為3%、熱解溫度為270℃時，LGO的產率最高可達7.58%。此外，KAWAMOTO等［40］利用硫酸在環丁颯溶劑中對纖維素進行了催化熱解，負載0.1%硫酸在 200℃溫度下熱解 6min，熱解產物中LGO的相對含量可達42.2%。然而，由于硫酸的酸性較強，極易促進 LGO的二次分解反應，因此以其為催化劑時，需要嚴格控制負載量和熱解反應條件，盡量抑制二次反應的發生。

3.1.3 其他液體催化劑

KUDO等［41］考察了離子液體對纖維素催化熱解的影響，發現以離子液體（1-丁基-2，3-二甲基咪唑三氟甲磺酸酯）為催化劑熱解纖維素，在離子液體濃度為50%、溫度為250℃的條件下，熱解產物中LGO的相對含量達到了20%。然而采用離子液體作為催化劑，在熱穩定性、價格等方面還有一定的欠缺。

3.2 纖維素/生物質與固體酸催化劑機械混合后催化熱解制備LGO

上述磷酸、硫酸、氯化鋅等作為催化劑時，需要通過浸漬的方式負載到纖維素或生物質上，雖然可以顯著提高 LGO的選擇性，但在實際應用過程中卻會存在一定的問題。首先，LGO的產率極易受這些強酸性催化劑負載量的影響，因此需要嚴格控制負載量，這會導致原料的預處理過程較為復雜；其次，經熱解反應后，催化劑附著于固體焦炭上，不僅難以回收利用，而且也影響了焦炭的使用；再次，這些催化劑的熱穩定性多數較差，而且極易進入熱解液體產物中，以催化劑的形式促進 LGO的二次反應，導致液體產物中 LGO難以穩定存在。基于上述原因，一些學者提出了采用熱穩定性好的固體酸催化劑，和纖維素/生物質機械混合后進行熱解制備LGO。

多種固體酸催化劑在和纖維素/生物質機械混合后進行熱解時，均能夠促進 LGO的生成，包括M/MCM-41（M=Sn，Zr，Ti，Mg等）［42］、蒙脫石K10［43］、金屬氧化物（TiO2、Al2O3、MgO、CrO3）［44-46］等。然而，和金屬氯化物相似，這些固體酸催化劑可同時促進多種產物的生成，對 LGO的選擇性并不高。WANG等［47］首先報道了以固體超強酸（SO42-/ZrO2）為催化劑，和纖維素機械混合后進行快速熱解，可以實現高選擇性的 LGO制備；在原料與催化劑比例為1∶1、催化熱解溫度為335℃時，LGO的產率高達 8.1%。LU等［48］將纖維素與SO42-/TiO2型固體超強酸機械混合后進行催化熱解，發現在原料與催化劑比例為1∶1、催化熱解溫度為 350℃時，熱解產物中 LGO的相對含量超過50%。為了便于催化劑的回收再利用，LU等［49］進一步制備了磁性固體超強酸催化劑（SO42-/TiO2-Fe3O4），分別用于催化熱解微晶纖維素和楊木，當原料與催化劑比例為1∶1、催化熱解溫度為 300℃時，LGO的產率分別高達 14.9%和7.5%。

除固體超強酸外，ZHANG等［37］還報道了固體磷酸催化劑也對 LGO有著很高的選擇性，其以微晶纖維素和楊木為原料，催化熱解制備LGO，并在溫度為300℃，原料與催化劑比例為1∶1的條件下，獲得了最高的LGO產率，分別為16.1%和8.2%。

綜合前人的研究可知，無論是固體超強酸還是固體磷酸，用于催化熱解纖維素/生物質時，LGO的產率及其在熱解液體產物中的純度都已經較高，選擇性熱解技術已經較為完善，可望后續進一步優化后進行工業示范，以實現工業化生產。需要說明的是，基于生物質選擇性熱解技術只能獲得富含LGO的熱解液體產物，還需進一步分離提純，才能獲得LGO純品。由于LGO的沸點較低，可通過蒸餾等方法進行分離。MARSHALL［50］研究發現采用真空蒸餾法和硅膠柱層析法均可以有效提純LGO，其中真空蒸餾法簡便易行，分離獲得的 LGO純度可達90%～97%。

4 纖維素/生物質選擇性熱解制備LAC的技術開發

與LGO的選擇性制備相似，LAC也需要在特定的催化熱解條件下進行制備。FURNEAUX等［19］發現特定的Lewis酸催化劑能夠促進LAC的形成，同時還證明了質子酸催化劑并不能大幅促進 LAC的形成。隨后，FABBRI等［45-46］考察了多種沸石以及納米氧化物對纖維素熱解的影響，結果發現納米鈦酸鋁催化劑能夠選擇性促進纖維素熱解生成LAC，從而獲得富含LAC的生物油，并確定了LAC的產率可高達6%［45］。TORRI等［51］考察了纖維素、淀粉、α-D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖、乳糖、LG及其 4-O-乙酰基衍生物等碳水化合物催化熱解的產物分布，進一步確認了納米鈦酸鋁對LAC的高選擇性，同時還發現了以非還原糖為原料催化熱解獲得的LAC顯著高于還原糖原料。此外，由于Lewis酸位的數量在很大程度上決定了 LAC的形成，TOTTI等［42］制備了多種金屬改性的MCM-41催化劑以提高催化劑的Lewis酸位，結果發現Sn（Ⅳ）和Zr（Ⅳ）的引入顯著提高了催化劑的 Lewis酸位，在催化熱解纖維素過程中，對LAC表現出了較好的選擇性。此外還有一些催化劑也表現出了對LAC的選擇性，例如鋅鹽［26，52］、蒙脫土K10［53］等，但選擇性低于納米鈦酸鋁和Sn-MCM-41。最近，MANCINI等［54］在前人的研究基礎上采用1H NMR和FTIR技術對Sn-MCM-41、納米鈦酸鋁和蒙脫土K10催化熱解纖維素獲得的LAC進行了定量分析，結果表明在500℃下，以Sn-MCM-41為催化劑催化熱解纖維素獲得了最大的LAC產率，為7.6 %。

綜合前人的研究可知，現階段已初步篩選獲得了一些有效的催化劑，可實現LAC的選擇性制備，但現有的研究均是以纖維素為原料，尚未有以生物質為原料催化熱解制備LAC的報道，這可能是因為現有催化劑不能有效抑制半纖維素和木質素對LAC生成的不利影響。由于LAC選擇性制備的核心是催化劑，因此今后的研究還需要開發高效的催化劑（含有較多Lewis酸位的納米催化劑）以提高生物質催化熱解生成LAC的產率。此外，關于從熱解液體產物中分離提純LAC，目前還少有研究。MANCINI等［54］從分析化學的角度，利用高效液相色譜（HPLC）技術成功分離得到了純化的LAC；但適用于工業應用的LAC分離方法，目前還沒有研究報道。

現階段針對APP以及DGP的選擇性制備的報道很少，主要是因為現階段所研究的催化劑均沒有表現出對這兩種產物的選擇性，因此今后的研究還需要在明確APP和DGP生成機理的基礎上開發對APP和DGP具有高選擇性的催化劑以及催化熱解工藝。

5 結語和展望

纖維素/生物質快速熱解過程中會生成多種脫水糖衍生物，其中LGO、DGP、APP和LAC 4種脫水糖衍生物均具有較高的化工應用附加值。LGO是纖維素經歷解聚和脫水反應而形成的產物，不同學者基于實驗研究提出了纖維素經由不同的解聚和脫水反應方式（不同的中間體）生成 LGO的反應途徑，并證實了LGO基本不來源于LG的脫水反應；然而常規的實驗研究無法確定 LGO的主要生成途徑。此外，還有學者基于密度泛函理論計算方法，深入研究并確定了纖維素模型化合物（吡喃葡萄糖和纖維二糖）熱解生成 LGO的最優路徑，并據此推斷出了纖維素熱解生成 LGO的主要途徑；今后還需要對該反應機理的正確性進行驗證。對于DGP、APP和LAC的生成機理，目前還只有簡單的實驗研究，還需在今后的研究中采用密度泛函理論計算等手段進一步確認。

纖維素/生物質常規熱解過程中，上述脫水糖衍生物的產率都很低；對于LGO和LAC，目前已有一些高效的選擇性制備技術。以磷酸、硫酸、固體超強酸、固體磷酸等作為催化劑，對纖維素/生物質進行催化熱解，可以實現LGO的高選擇性制備，特別是以固體酸為催化劑制備 LGO時，工藝技術較為簡單，可望后續進一步優化后進行工業示范以實現LGO的工業化生產。此外，以納米鈦酸鋁、Sn-MCM-41等作為催化劑，對纖維素進行催化熱解，可以實現LAC的選擇性制備；但目前還無法以生物質為原料選擇性制備LAC，因此今后還需要開發用于催化熱解生物質選擇性制備 LAC的高效催化劑。對于APP和DGP，現階段還沒有開發出高效的選擇性制備催化劑；在今后的研究中，還需要進一步明確其熱解生成機理，并在此基礎上開發合適的催化劑以及催化熱解工藝，實現其高選擇性制備。

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Progress in formation mechanism and selective production of anhydrosugar derivatives from pyrolysis of cellulose/biomass

DONG Xiaochen，YE Xiaoning，ZHANG Zhibo，HU Bin，LU Qiang，DONG Changqing
（National Engineering Laboratory for Biomass Power Generation Equipment，North China Electric Power University，Beijing 102206，China）

Abstract:During the fast pyrolysis of cellulose/biomass，various anhydrosugar derivatives are produced，including levoglucosenone （LGO），1，4:3，6-dianhydro-α-D-glucopyranose （DGP），1，5-anhydro-4-deoxy-D-glycero-hex-1-en-3-ulose （APP） and 1-hydroxy-3，6-dioxabicyclo［3.2.1］octan-2-one （LAC）. The four anhydrosugar derivatives all have high application values in chemical industry. However，for the conventional pyrolysis process，the yields of them are very low，which makes their separation very difficult. Whereas，under proper catalytic pyrolysis conditions，the yields can be greatly improved，so as to achieve their selective production. This paper firstly summarizes the experimental and theoretical studies on the formation mechanism of the four anhydrosugar derivatives，and then describes the selective production techniques of the LGO and LAC，including the best catalysts and the catalytic pyrolysis reaction conditions. Finally，future researches are proposed to disclose the formation mechanism and optimize the selective production techniques of the anhydrosugar derivatives.

Key words:cellulose；biomass；pyrolysis；selectivity

中圖分類號：TK 6

文獻標志碼：A

文章編號：1000-6613（2016）05-1387-09

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.05.018

收稿日期：2015-10-20；修改稿日期：2015-11-06。

基金項目：國家自然科學基金（51276062）及中央高校基本科研業務經費（2014ZD17）項目。