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  近日，華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院李雪輝教授團(tuán)隊(duì)相關(guān)成果以“Selective Production of Diethyl Maleate via Oxidative Cleavage of Lignin Aromatic Unit”為題，發(fā)表于Chem期刊。論文第一單位為華南理工大學(xué)，通訊作者為李雪輝教授和牛津大學(xué)Edman Tsang教授，共同第一作者為蔡鎮(zhèn)平博士和龍金星副研究員。

木質(zhì)素高效解聚并選擇性轉(zhuǎn)化為馬來(lái)酸二乙酯的新路線

  當(dāng)前絕大多數(shù)含碳的大宗化學(xué)品，均是以石油、煤等不可再生的化石資源為原料，通過(guò)復(fù)雜轉(zhuǎn)化過(guò)程獲得，由此帶來(lái)溫室效應(yīng)、氣候變遷及環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。由于生物質(zhì)資源具有來(lái)源廣泛、可再生以及組成元素與當(dāng)前大宗有機(jī)化學(xué)品接近等特點(diǎn)，發(fā)展生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品的技術(shù)意義重大。

  木質(zhì)素是生物質(zhì)的重要組分，也是工業(yè)制漿造紙和生物乙醇生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)量巨大的副產(chǎn)物。但木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以解聚且選擇性低，是生物質(zhì)高效應(yīng)用的瓶頸。在化學(xué)工業(yè)上，馬來(lái)酸酯是一類重要的大宗化學(xué)品，傳統(tǒng)方法是通過(guò)苯或丁烷等石油基原料的氧化來(lái)生產(chǎn)，存在選擇性有待提高、安全及環(huán)境壓力大等問(wèn)題。對(duì)此，李雪輝教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)發(fā)展新型催化劑體系，提出選擇性打破木質(zhì)素分子內(nèi)含苯環(huán)的結(jié)構(gòu)單元并耦合原位酯化等強(qiáng)化模式，發(fā)展木質(zhì)素高效解聚并選擇性轉(zhuǎn)化為馬來(lái)酸二乙酯的新路線。在研究過(guò)程中，通過(guò)XAS、PXRD等分析發(fā)現(xiàn)，過(guò)渡金屬離子的部分取代，可導(dǎo)致磷鎢酸Pcca結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)镻ncn結(jié)構(gòu)，在氧化反應(yīng)過(guò)程6配位的W/Cu結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)?配位W/Cu結(jié)構(gòu)，是該過(guò)程的催化氧化活性中心，5配位的W/Cu結(jié)構(gòu)在氧化反應(yīng)過(guò)程中提供空軌道與氧氣結(jié)合重新轉(zhuǎn)化為扭曲的6配位結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高活性氧化過(guò)程。而催化劑的高溫溶解、低溫析出的特性，又可以解決生物質(zhì)大分子與催化劑難以接觸以及回收利用等問(wèn)題。

  該成果為木質(zhì)素選擇性轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品提供了一種取代石油基原料的新路徑。論文發(fā)表后，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所韓布興院士在Green Energy & Environment期刊上對(duì)該成果進(jìn)行專文亮點(diǎn)評(píng)述。

  相關(guān)鏈接：

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929419302311

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468025719300925