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以前人们对于工业木质素的应用局限性十分明显，大多数情况还是用于焚烧发电。然而，木质素作为一种具有杰出力学强度、弹性和流变性的化工原料，同时又具备较高的碳含量、反响性和化学兼容性，它的应用空间，远远未被发掘完整。随着科学技术的不断发展，木质素的应用也逐渐出现多元化的趋势，不仅开始用于制备建筑资料、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，也在制备分散剂、乳化剂、填充剂、抗氧化剂、粘合剂、鳌合剂、聚电解质资料和聚合物资料等领域发挥了独特的作用。
木质素降解产品可用于制备香草醛、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品一般具有两个以上的羟基，以这些羟基作为反响活性位点，理论上还能够制备聚亚胺酯、聚乙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质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弥补。
国际生产炭纤维质料的90%来自于聚丙烯睛。木质素价廉易得，并且含碳量较高，可作为前驱体替代聚丙烯睛制备炭纤维。
经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办法中较为常用且具有杰出应用远景的有热裂解、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，规模过于狭窄，定向催化和定向制备的高附加值应用技能非常欠缺。
若将木质素作为燃料应用，需求制备高活性、高选择性和可循环应用的催化剂，经过加氧脱氧反响尽量下降产品的含氧量。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。
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