我?;瘜W與材料學院“能源與環(huán)境催化”創(chuàng)新團隊致力于廣西豐富的甘蔗渣等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物的高值化利用,基于電場作用下自由基介導的催化反應開展了調(diào)控機制研究,近期在電催化解聚木質(zhì)素領(lǐng)域取得新進展,,以南寧師范大學為唯一完成單位,在中科院一區(qū)TOP期刊上連續(xù)發(fā)表3篇相關(guān)研究論文,。
團隊以高效催化斷裂木質(zhì)素中最穩(wěn)定的C-O鍵和C-C鍵為目標,,旨在解決木質(zhì)素催化解聚效率低、選擇性差的科學難題,。首先,,創(chuàng)新性使用非金屬催化劑四丁基四氟硼酸銨(TBABF4)解聚木質(zhì)素及其模型化合物。通過調(diào)控電場,,使TBABF4同步協(xié)同發(fā)揮了催化劑和電解質(zhì)的雙重作用,,在空氣、室溫和低電流條件下,,對α-O-4型木質(zhì)素模型分子的轉(zhuǎn)化率高達95.7 %,,主要產(chǎn)物苯甲醛二甲縮醛的收率高達92.4 %。該工作以“The Efficient and Directional Electrocatalytic Depolymerization of α-O-4 Bond in Lignin by Auxiliary Electrolyte”為題發(fā)表于化學領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《Industrial Crops and Products》(中科院一區(qū),,IF=5.6),。
隨后,團隊進一步探究了TBABF4催化解聚木質(zhì)素中Cα-Cβ的性能,。通過實驗設(shè)計與優(yōu)化,,在室溫、空氣和低電流條件下成功解聚了木質(zhì)素中最穩(wěn)定的Cα-Cβ鍵,。該工作以“ Efficient Cleavage of Cα-Cβ Bonds in Lignin Using Tetrabutylammonium Tetrafluoroborate as Catalysts”為題發(fā)表于化學領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《Journal of Colloid And Interface Science》(中科院一區(qū),,IF=9.4)。
最后團隊巧妙利用氯離子和鈉離子電導率高,、離子遷移速率快的結(jié)構(gòu)特點,,并有效利用電場定向調(diào)控生成高活性的氯自由基,設(shè)計出氯化鈉/甲醇(NaCl/MeOH)這一簡單體系,,在室溫,、空氣和低電流的溫和條件下,同步高效催化解聚了木質(zhì)素中的α-O-4鍵和Cα-Cβ鍵,。該工作以“Study on the efficient electrocatalytic depolymerization of α-O-4 bond in lignin assisted by simple electrolyte”為題發(fā)表于化學領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院一區(qū),,IF=7.7)。
依托上述研究內(nèi)容,,團隊還申請2項發(fā)明專利,,獲1項批自治區(qū)級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目,并在中國國際大學生創(chuàng)新大賽(2024)國賽中獲得銅獎1項,,自治區(qū)級金獎1項,,上述工作分別由我校碩士研究生李忠軻、張宏喜教授為第一作者,韋良,、楊晶博士為通訊作者,,楊顯德、黃俊和李猛博士參與完成,。本研究得到國家自然科學基金,、廣西科技重大專項、廣西自然科學基金等項目的資助,。



