木质素模型化合物电化学催化研究

作者：韩双美; 翟巧龙; 王瑞珍; 徐俊明^*; 蒋剑春

来源：林业工程学报, 2022, 7(01): 72-78.

DOI：10.13360/j.issn.2096-1359.202104020

• 木质素
• 加氢脱氧
• 杂多酸
• 流动电催化

催化加氢脱氧是实现木质素提质的重要方式。笔者采用流动电催化技术对木质素模型化合物进行加氢脱氧研究。以磷酸为阳极电解液,铂片电极为阳极电极,杂多酸磷钨酸为阴极电解液,石墨棒电极为阴极电极,构建炭载催化剂直接分布在阴极电解液中的流动电催化体系。考察了不同炭载催化剂(Pt/C、Pd/C、Ru/C、Rh/C)、反应时间、温度以及电流密度对底物2-甲氧基-4-丙基苯酚的转化率及产物选择性的影响。结果表明:Pt/C催化剂表现出最佳的催化活性。在温和条件下(温度50℃,反应时间1 h,电流密度175 mA/cm2),电催化转化率超过92%,主要电催化产物丙基环己烷和4-丙基环己醇的选择性超过87%,其他产物为4-丙基环己酮和2-甲氧基-4-丙基环己醇等,且温度、反应时间和电流密度的增加均可提升电催化底物的转化率和产物选择性。同时,提出了2-甲氧基-4-丙基苯酚的电化学加氢脱氧反应路径。此外,考察了其他木质素单体(愈创木酚、间甲酚、丁香酚)和β-O-4结构木质素模型化合物(2-苯氧基-1-苯乙醇)的电催化加氢脱氧研究。结果表明:该催化体系可有效实现酚类模型化合物中芳环的氢化、甲氧基的脱除、羟基的脱除和芳香醚键的解聚。

• 单位
  江苏省生物质能源与材料重点实验室; 中国林业科学研究院林产化学工业研究所; 南京林业大学; 生物质化学利用国家工程实验室