发展生物基化学品是重塑我国化工行业原料结构、降低石油资源依赖、实现“双碳”目标的重大战略方向。山梨醇和糠醛均被美国能源部列为Top 12生物基平台化合物，是连接生物质资源与高值化工产品的关键桥梁。山梨醇广泛应用于食品、医药与化工领域，全球生物基山梨醇市场2025年估值已达28亿美元；糠醛是医药、农药、合成纤维及新能源领域的关键原料，2025年全球市场规模已突破167亿元。

本项目以秸秆机械分级、低能耗汽爆及过程调控为核心，构建了从秸秆到山梨醇和糠醛的完整技术链条，通过源头降低抑制物生成、温和电催化与自催化转化等关键技术突破，实现了秸秆全组分高值化分级利用，为生物基化学品绿色制造提供了新路径。

1. 选择性结构拆分与均质化分级技术：基于木质纤维素不同组分（长纤维与短纤维）在力学特性上的显著差异，通过自主研发的分级装置实施选择性机械分离，将原料精准划分为难降解的长纤维组分与易降解的短纤维组分；该技术通过提高原料基质的物理均一性，消除了因组分结构差异导致的传质与反应瓶颈，降低降解难度，为后续预处理和酶解过程的均质化、高效化奠定了关键基础。

2. 低强度汽爆耦合分级预处理技术：针对分级后短纤维结构疏松、易于反应的特点，采用温和汽爆条件，使预处理强度降幅达77.34%，汽爆过程中半纤维素发生自催化水解，产生的有机酸进一步促进木糖向糠醛转化。 通过原料分级与温和汽爆的协同作用，短纤维酶解液中甲酸、乙酸、HMF三种代表性抑制物总浓度较未分级原料降低55.10%，有效解决了秸秆糖液抑制物浓度高、难以生物转化利用的行业难题。

3. 秸秆酶解糖液温和电催化制备山梨醇技术：发明了分级秸秆酶解糖液电催化还原体系，以Raney Ni为催化剂，在50°C、7.5 mA/cm²条件下反应3h，葡萄糖转化率达24.91%、山梨醇选择性达82.65%，建立了山梨醇得率与汽爆预处理工艺参数的关联性方程，为工艺调控提供了定量指导。

本技术已在河北廊坊中试。

山梨醇作为美国能源部提出的12大高值化生物基平台化合物之一，全球年需求量超过百万吨，广泛应用于食品、医药、日化和化工行业。糠醛作为重要的生物基平台化学品，全球年产量超过30万吨，其下游衍生物市场空间广阔。我国每年产生玉米秸秆上亿吨，但目前大部分被低值化利用或废弃焚烧。

本技术将秸秆转化为高附加值的山梨醇和糠醛等生物基化学品，可有效替代化石基原料，具有良好的经济效益和环境效益。与传统玉米芯制糠醛工艺相比，本技术原料成本更低、来源更广；与传统高温高压催化制山梨醇相比，本技术采用温和电催化方式，安全性更高、反应更可控。