方向1. 农林生物质绿色分离利用理论与方法

（1）农林生物质资源特性基础理论

研究农林生物质中三大素（纤维素、半纤维素、木质素）的大分子结构及化学特征，探明三大素在细胞壁中的微区分布规律，在微观尺度和分子水平上揭示主要组分之间的交互关系和键合机制，明确三大组分在氢键力、静电力、离子键力等体系中的介观行为与绿色组装等，为农林生物质的高效清洁低碳分离提供理论基础。

（2）农林生物质组分绿色分离

针对造纸原料组分化学分离能耗高、化学品用量大、污染重等瓶颈问题，研究农林生物质多维度特性及分子结构特异性，揭示其细胞结构抗降解屏障的形成机制；创制高效造纸专用酶，研究其对植物细胞壁的生物解构行为，为温和环境中纤维分离创造条件；创新低碱、中温、短时分离理论与技术，探明纤维素、木质素、半纤维素分子内/间结合键的断裂机理及解聚溶出规律，构建绿色、低碳、高效的组分分离理论和技术体系；开展三大素的绿色改性和定向转化研究，拓展农林生物质的利用途径。

图1 农林生物质绿色分离利用理论与方法创新任务示意图

方向2. 造纸过程绿色低碳关键技术与原理

（1）纸浆漂白绿色低碳关键技术与原理

漂白工段是造纸工业废水来源的主要环节，主要采用含氯漂白剂，产生大量有机氯化物（AOX），对环境影响严重。源头设计和构建适应高温、高碱等复杂环境的高效漂白专用酶制剂，创新纸浆生物漂白的相关理论和工艺技术；研究臭氧、氧气、过氧化氢等绿色化学品与木素反应的机理机制，建立高效节能的全无氯漂白方法；结合酶法处理与绿色漂白，创制生态型短流程漂白技术，以“酶催漂白”助力传统造纸绿色低碳转型，从工艺源头降低有害污染物排放。

（2）纸页成型绿色低碳技术及原理

针对传统纸页成型过程中存在的纤维分散难、脱水效率低、用水量大、能耗高等问题，借助化学、物理、生物等多种手段的协同互促作用，建立清洁、高效、节能、低碳的纸页成型理论和技术体系。通过开展生物酶促打浆、纤维功能改性、超临界干燥以及中高浓流送等方面的关键核心技术研究，大幅度缩短生产流程、缩小设备规模、缩减占地面积，创新绿色低碳造纸技术体系，为传统产业节能减排、提质增效提供技术和理论引领。

（3）高端纸制品绿色制造关键技术

围绕军、工、航、电等核心领域用高端纸产品的重大战略需求，发展关键战略材料和前沿新材料等新质生产力。研究屏蔽绝缘纸、电容器隔膜纸、电子元件隔离纸等新型纸产品的特殊制备理论与工艺，解决高浓纤维高效分散、斜网布浆成型、混杂纤维界面增强、绿色功能助剂开发等共性技术难题，形成支撑国家战略和新兴产业发展的高端纸产品绿色制备体系，保障我国航空航天、交通轨道、电子电器等领域配套用纸产品制造关键技术自主可控。

图2 造纸过程绿色低碳关键技术与原理创新任务示意图

方向3. 造纸全生命周期清洁循环与资源化

（1）废水高效处理与循环利用

围绕造纸过程降污减排的绿色发展要求，针对制浆造纸过程中废水产量大、难处理和回用率低等问题，探索实现制浆造纸过程废水梯级再生与分级利用的高效路径；深入研究生物强化降解、尾水深度净化、杂盐分离回收等多层次处理的基础理论与应用技术，构建完善的造纸废水低碳再生循环理论框架和技术体系，促进有机污染物降解、难降解污染物去除、尾水脱盐再生，驱动造纸废水低碳净化和循环再生。

（2）固废处理处置与资源化

重点开展造纸污泥和白泥的处理处置及资源化利用研究，通过理化分析手段，系统评估污泥、白泥的成分、结构及重金属等有害物质的含量及形态分布，研究重金属在污泥与白泥处置过程中的迁移行为和稳定性；探索污泥、白泥资源化利用途径，包括低碳加工为土壤改良剂、土木建筑材料、生物能源原料等，重点研究污泥的预处理调质技术及处理过程中有害物质的释放及控制方法；通过生命周期评价和成本效益分析，全面评估造纸污泥、白泥资源化处理技术的环境效益与经济效益。

（3）废纸纤维再生与循环利用

围绕废纸纤维再生与高质化回用，研发新型酶法机械脱墨技术，降低生产能耗和药剂用量；揭示废纸浆再生过程中阴离子杂质的生成机制及其与化学助剂的作用机制，设计、创制新型阴离子捕捉剂，消除有害杂质对纸机湿部干扰；创新纸塑物理分离、破浆精选和洗涤浓缩等先进方法，构建铝塑复合废纸绿色再生技术体系；研究废纸纤维功能化改性和表面修饰的新理论、新方法，开发具有抗水、耐油、抗菌、阻隔等功能的绿色助剂，开展高阻隔食品包装纸等绿色纸产品的构筑机制研究和制备技术创新，支撑国家“双碳”战略和“限塑令”政策。

图3 造纸全生命周期清洁循环与资源化创新任务示意图