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以前人們對于工業木質素的應用局限性十分明顯，大多數情況還是用于焚燒發電。然而，木質素作為一種具有杰出力學強度、彈性和流變性的化工原料，同時又具備較高的碳含量、反響性和化學兼容性，它的應用空間，遠遠未被發掘完整。隨著科學技術的不斷發展，木質素的應用也逐漸出現多元化的趨勢，不僅開始用于制備建筑資料、液體燃料、合成氣、高分子化合物、芳香族化合物和多種木質素單體等，也在制備分散劑、乳化劑、填充劑、抗氧化劑、粘合劑、鰲合劑、聚電解質資料和聚合物資料等領域發揮了獨特的作用。
木質素降解產品可用于制備香草醛、阿魏酸、香豆酸、愈創木酚、乙烯基愈創木酚、兒茶酚、羥苯基/羥基甲苯基-甲烷以及具有光學活性的木脂素和低聚物等高附加值化學品。
木質素單體或降解產品一般具有兩個以上的羥基，以這些羥基作為反響活性位點，理論上還能夠制備聚亞胺酯、聚乙酸內酯和環氧樹脂等聚合物。從某種程度上講，以生物質或木質素為質料制備生物燃料與高附加值化學品，在越來越多的領域中可作為石油化工行業產品的重要彌補。
國際生產炭纖維質料的90%來自于聚丙烯睛。木質素價廉易得，并且含碳量較高，可作為前驅體替代聚丙烯睛制備炭纖維。
經過定向降解可從木質素中得到苯、甲苯、二甲苯、酚類化合物、C1-C3脂肪族化合物以及C6和C7的脂環族化合物等。
從木質素中獲取高附加值化學品的辦法中較為常用且具有杰出應用遠景的有熱裂解、醇解、超臨界萃取、常壓萃取和柱層析。
對于木質素的應用，產品層次較低，規模過于狹窄，定向催化和定向制備的高附加值應用技能非常欠缺。
若將木質素作為燃料應用，需求制備高活性、高選擇性和可循環應用的催化劑，經過加氧脫氧反響盡量下降產品的含氧量。木質素富含芳環和酚羥基，可制備芳烴和酚類化合物等高附加值化學品。
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