我校化学与材料学院“能源与环境催化”创新团队在电催化解聚木质素领域取得重要研究进展。该团队成功利用一种热稳定的有机盐电解质,实现了木质素的直接电催化解聚,并对该过程的反应性能与机理进行了系统解析。这一研究成果以“Direct Electrocatalytic Depolymerization of Lignin Using a Thermally Stable Organic Salt Electrolyte: Performance and Mechanistic Insights”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Top,IF 9.7)。该论文以南宁师范大学为唯一完成单位,韦良教授为第一作者,张宏喜教授为通讯作者,课题组杨晶、黄俊、杨显德博士参与了相关研究工作。
利用电化学方法解聚木质素制备低分子量芳香族化合物,具有条件温和、碳排放低的优势,但现有非金属催化体系在选择性和催化活性方面仍存在较大挑战。本研究发现,高熔点有机盐类四丁基四氟硼酸铵在室温和空气气氛中可以同时作为催化剂和氧化剂,从而高效催化木质素中C-O键的裂解。以玉米秸秆木质素为例,其转化率可达86.95%,芳香族化合物的总收率为11.2%。机理研究表明,在合适的电解条件下,四丁基四氟硼酸铵生成的TBA+阳离子自由基对木质素底物的活化起到关键作用,超氧阴离子也在解聚过程中起了重要作用。此外,四丁基四氟硼酸铵作为电解质还提高了反应体系的导电性。本研究为木质素的高效电化学解聚提供了非金属催化新路径,具有重要的科学意义和应用潜力。
本研究得到了国家自然科学基金、广西科技重大专项、广西科技计划项目及广西研究生教育创新项目的资助。

