波士顿学院研究团队：利用光和木质素合成塑料

木质素( Lig) 是自然界中仅次于纤维素的第二丰富的物质，是第一大天然芳香族聚合物。据调查表明，地球上木质素储备量庞大，且每年以100 亿 t的增长率增加。

木质素

由于木质素是由苯丙烷基化合物无规排列聚合而成的复杂聚合物( 见图 1) ，同时含有羟基、甲氧基、羰基等多种官能团，所以与纤维素等生物质相比，木质素难以分解，在工业中大部分被焚烧处理，难以得到有效利用。

图 1 木质素的分子结构示意图

木质素的可再生性、环境友好性以及低廉的价格，使其具有巨大的开发潜力，同时科技的发展也让木质素的废弃资源利用变为可能。科学家们一直在努力寻找更有效和可持续的方法来转化这种天然存在的聚合物，将其用作更清洁、更环保的基石，以开发下一代材料。

波士顿学院（美国马萨诸塞州栗树山）化学家开发了一种利用光将木质素转化为可持续塑料的方法，该团队最近在ACS Central Science杂志上报道。

“我们开发了一种催化剂，当木质素暴露在光线下时，可以选择性地分解木质素中的特定化学键，从而使木质素转化为称为低聚物的中等大小的可溶性分子，”波士顿学院化学助理教授Ja Niu说。

据报道，该团队随后通过与称为交联剂的分子胶反应，将低聚物转化为可持续的塑料。由于催化剂产生的低聚物的独特化学结构，以这种方式制成的塑料可以化学分解回低聚物，并从低聚物和交联剂重整。

这些发现推进了被称为循环塑料经济的无废物聚合物制造和再利用系统的潜在策略，该报告的共同作者Dunwei Wang说。

“从石油过渡到生物质作为能源和材料生产的原料，可以帮助解决我们社会面临的一些最重要的挑战，如气候变化和塑料污染，”Wang说。“能够从木质素中制造先进材料的新方法将大大提高生物质利用的效率”。

Wang和Niu对制造可持续材料有着共同的兴趣，他们基于Wang使用光催化推动化学转化的专业知识以及Niu制造可回收聚合物的工作来到了这个项目。

该研究小组旨在进一步开发将木质素转化为可持续塑料的新方法，这些塑料可以通过化学手段轻松回收。

除了Niu和Wang之外，该研究的其他合著者：题为“天然木质素的光催化解聚走向化学可回收聚合物网络” - 包括研究生Hongyang Wang和Gavin Giardino以及前博士后研究员Rong Chen和Cangjie Yang。

论文链接：点下方“阅读原文”

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