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ChemSusChem:在NiMo/Al-MCM-41上的木质素催化转移加氢并选择性转化为烷基愈创木酚

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随着可持续发展理念的深入,实现不可再生石油资源的绿色转型成为解决全球能源危机的可行方案之一。木质素因内部丰富的芳香结构而成为高附加值生物质基化学品的可再生来源。目前,由于酚类物质用途广泛,其在各领域上的需求量日益增加。虽酚类物质在自然界广泛分布,但提取困难,主要来源仍依赖石油资源,所以实现从木质素到酚类物质的高附加值转化备受关注。常用手段为高温高压催化裂解木质素以实现其内部化学链接键的有效断裂,从而得到不同种类的酚类物质。但该方法的短板也是十分明显的,比如实验条件苛刻、催化剂价格昂贵、所得物质杂乱无章等。因此,探寻在温和条件下木质素的经济且高选择性转化为酚类物质成为研究热点与难点。


有鉴于此,南京林业大学顾晓利教授团队通过亚氯酸钠氧化法从杉木中提取出木质素原料,在分子筛负载镍钼双金属催化条件下发生温和解聚。解聚过程中,双金属催化剂精准且有效地活化木质素醚键,这归功于催化剂上活泼金属与酸性位点的协同作用。甲酸受热分解所产生的“原位氢”在催化剂引导下转移至木质素裂解产物中,从而实现对木质素的催化转移加氢(其中包括对醚键的加氢裂解、双键的加氢和羰基的加氢脱氧)。而温和的反应条件阻止了过度苯环加氢与甲氧基的脱落,从而实现了从木质素到烷基愈创木酚的高选择性转化。该反应途径有效地降低了木质素的氧含量,提升了裂解产物的质量和化学稳定性。本次研究为镍钼双金属催化剂在温和条件下的木质素催化转移加氢提供了理论依据,并阐述了甲酸作为内部供氢体的优点和作用,有利于推动实现从石油资源到生物质资源的绿色转型。


文信息

Selective Catalytic Transfer Hydrogenation of Lignin to Alkyl Guaiacols Over NiMo/Al-MCM-41

Dr. Xinyu Lu, Dr. Haoquan Guo, Dr. Jiajia Chen, Dr. Duoying Wang, Prof. Adam F. Lee, Prof. Xiaoli Gu


ChemSusChem

DOI:10.1002/cssc.202200099

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ChemSusChem

ChemSusChem是欧洲化学协会(Chemistry Europe)的官方期刊并由Wiley–VCH出版,是一本有关化学与可持续性研究的顶级跨学科期刊。该期刊通过发表化学、材料科学、化学工程和生物技术等领域的论文,展示了对可持续性和能源相关的最佳研究。


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