作为唯一可替代化石能源中碳资源的可再生能源,生物质在转换为液体燃料和制备化学品方面吸引了大量关注。现有的生物质利用方法普遍存在反应条件苛刻、成本高、能耗高和污染环境等问题。生物质中蕴含丰富的化学资源,通过温和降解从中制备精细化学品是其合理高效的利用途径。本文以木屑为原料,在温和条件下对其进行氧化降解,以获取其结构信息并为其高附加值利用提供理论支撑。先对木屑进行萃取预处理,再用氧化氢/乙酸酐水溶液(AHPO/AAH)氧化萃余物(ERs),优化单级氧化条件,再对其进行逐级氧化,并对氧化产物进行详细的组成分析与表征,以获得木屑降解产物的组成信息。最后,结合模型化合物的氧化反应,推测氧化降解的反应历程及主要产物的由来。木屑的七级溶剂萃取率为7.37%,可萃取成分含量较低但种类丰富,包括羧酸酯、烃类、醇等,尤以羧酸酯类化合物为主,其含量高达可萃取组分的49.5%。其中,含量较高的为琥珀酸二甲酯(5.6%)、3-羟基丙酸甲酯(4.6%)、对苯二甲酸二甲酯(4.5%)、二十二烷酸甲酯(4.2%)等,它们可能游离于木屑的大分子骨架中,也可能来自木质素的降解。萃取物还富含烃类化合物,其中长链烷烃和烯烃可能来自于木屑的蜡质层,芳烃则可能来自于木质素的降解。此外,萃取出的杂原子化合物也有助于了解N和S等杂原子在生物质中的赋存状态。优化ERs的AHPO/AAH氧化条件,可发现反应温度对氧化效果影响显著,选取的较优化条件为:反应温度为55 oC,反应时间为1 d和乙酸酐与过氧化氢用量为1:1。单级氧化产物主要为烷二酸(ADAs)和烷一酸(AAs),其中尤以乙酰氧基乙酸、缩苹果酸和琥珀酸为主,烷三酸(ATCAs)和苯羧酸(BCAs)的含量很低,说明木屑中缺少缩合芳环结构。ERs的氧化性较差,通过深度氧化来提高氧化效率并获得更多结构信息。经过三级氧化,残渣收率为60.3%,氧化产物的总收率为35.3%。三级氧化产物都以ADAs和AAs为主且随着氧化级数的增加,羧酸以外的组分种类减少且总含量也有所降低,说明深度氧化更有利于获取羧酸类物质。各级氧化残渣的SEM图可直观表征ERs有机质氧化降解过程的层次性,纤维素和半纤维素先被破坏,然后是木质素,最终有机质被全面降解。通过模型化合物的AHPO/AAH氧化可知,该氧化剂可有效氧化桥键芳烃和葡萄糖等小分子糖类,也可使含醚键芳烃部分降解,最终得到羧酸类化合物。结合生物质的组分信息,推测氧化产物中的乙酰氧基乙酸主要来自其中纤维素和半纤维素的降解,缩苹果酸和琥珀酸则主要来自木质素的降解。