木质素是自然界中最丰富的可再生芳香族聚合物，可制备生物燃料和高附加值化学品。在以石油为基础的现代能源与化工行业中，木质素作为替代原料展现出良好的应用前景。然而，由于木质素来源的多样化和结构的复杂性给木质素的应用带来巨大的困难。本文展望了木质素的结构研究与应用的发展，并提出了需要解决的相关难点问题。
生物质储量丰富，是可再生资源，作为获取洁净能源和高附加值化学品的原料而受到广泛关注。在深入了解生物质的组成和结构的基础上优化生物质的利用途径，对减少化石资源的用量和减轻环境污染具有重要的现实意义。生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。木质素的结构最为复杂，是由羟基或甲氧基取代的苯丙烷单体经无序聚合而成的三维复杂结构。作为仅次于纤维素储量的天然可再生资源的木质素却未得到有效合理利用。全世界每年产生大约1. 5-1. 8亿吨工业木质素中只有不到2%被利用。

对木质素采取的常规分离提取和处理方法主要有研磨、酸解/硫代酸解、酶解纤维素法、亚硫酸盐法、碱法、热解法、有机溶剂抽提法，以及近年来出现的离子液体抽提法和氘代二甲亚枫抽提法等，用这些方法均可以得到相应的木质素。

木质素的应用

工业木质素主要来源于造纸业的制浆过程，而目前的主要利用形式仍是直接燃烧用于发电。木质素具有良好的力学强度、弹性和流变性及较高的碳含量、反应性和化学兼容性，可望应用于制备建筑材料、液体燃料、合成气、高分子化合物、芳香族化合物和多种木质素单体等，也可以用于制备分散剂、乳化剂、填充剂、抗氧化剂、粘合剂、鳌合剂、聚电解质材料和聚合物材料等。

木质素降解产物可用于制备香草醛、阿魏酸、香豆酸、愈创木酚、乙烯基愈创木酚、儿茶酚、羟苯基/羟基甲苯基-甲烷以及具有光学活性的木脂素和低聚物等高附加值化学品。

木质素单体或降解产物一般具有两个以上的羟基，以这些羟基作为反应活性位点，理论上还可以制备聚亚胺酯、聚己酸内酯和环氧树脂等聚合物。从某种程度上讲，以生物质或木质素为原料制备生物燃料与高附加值化学品，在越来越多的领域中可作为石油化工行业产品的重要补充。

世界生产炭纤维原料的90%来自于聚丙烯睛。木质素价廉易得，并且含碳量较高，可作为前驱体取代聚丙烯睛制备炭纤维。

通过定向降解可从木质素中得到苯、甲苯、二甲苯、酚类化合物、C1-C3脂肪族化合物以及C6和C7的脂环族化合物等。

从木质素中获取高附加值化学品的方法中较为常用且具有良好应用前景的有热裂解、醇解、超临界萃取、常压萃取和柱层析。

对于木质素的应用，产品层次较低，范围过于狭窄，定向催化和定向制备的高附加值利用技术十分欠缺。

若将木质素作为燃料使用，需要制备高活性、高选择性和可循环使用的催化剂，通过加氧脱氧反应尽量降低产物的含氧量。木质素富含芳环和酚羟基，可制备芳烃和酚类化合物等高附加值化学品。