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学术成果

我校化学与材料学院研究团队在木质素催化转化领域取得新进展

文章来源:​化学与材料学院 作者:张宏喜 校对:苏炜 审核:杨晶 发布时间:2024年12月16日 点击数:
图片 校对 苏炜
审核 杨晶 终审

我校化学与材料学院“能源与环境催化”创新团队致力于广西丰富的甘蔗渣等农业副产物的高值化利用,基于电场作用下自由基介导的催化反应开展了调控机制研究,近期在电催化解聚木质素领域取得新进展,以9999js金沙老品牌为唯一完成单位,在中科院一区TOP期刊上连续发表3篇相关研究论文。

团队以高效催化断裂木质素中最稳定的C-O键和C-C键为目标,旨在解决木质素催化解聚效率低、选择性差的科学难题。首先,创新性使用非金属催化剂四丁基四氟硼酸铵(TBABF4)解聚木质素及其模型化合物。通过调控电场,使TBABF4同步协同发挥了催化剂和电解质的双重作用,在空气、室温和低电流条件下,对α-O-4型木质素模型分子的转化率高达95.7 %,主要产物苯甲醛二甲缩醛的收率高达92.4 %。该工作以“The Efficient and Directional Electrocatalytic Depolymerization of α-O-4 Bond in Lignin by Auxiliary Electrolyte”为题发表于化学领域国际权威期刊《Industrial Crops and Products》(中科院一区,IF=5.6)。

随后,团队进一步探究了TBABF4催化解聚木质素中Cα-Cβ的性能。通过实验设计与优化,在室温、空气和低电流条件下成功解聚了木质素中最稳定的Cα-Cβ键。该工作以“ Efficient Cleavage of Cα-Cβ Bonds in Lignin Using Tetrabutylammonium Tetrafluoroborate as Catalysts”为题发表于化学领域国际权威期刊《Journal of Colloid And Interface Science》(中科院一区,IF=9.4)。

最后团队巧妙利用氯离子和钠离子电导率高、离子迁移速率快的结构特点,并有效利用电场定向调控生成高活性的氯自由基,设计出氯化钠/甲醇(NaCl/MeOH)这一简单体系,在室温、空气和低电流的温和条件下,同步高效催化解聚了木质素中的α-O-4键和Cα-Cβ键。该工作以“Study on the efficient electrocatalytic depolymerization of α-O-4 bond in lignin assisted by simple electrolyte”为题发表于化学领域国际权威期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院一区,IF=7.7)。

依托上述研究内容,团队还申请2项发明专利,获1项批自治区级大学生创新创业训练计划项目,并在中国国际大学生创新大赛(2024)国赛中获得铜奖1项,自治区级金奖1项,上述工作分别由我校硕士研究生李忠轲、张宏喜教授为第一作者,韦良、杨晶博士为通讯作者,杨显德、黄俊和李猛博士参与完成。本研究得到国家自然科学基金、广西科技重大专项、广西自然科学基金等项目的资助。



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