Novel Chemical Routes for Carbon Dioxide and Methane Production from Lignin Photodegradation: The Role of Environmental Free Radicals

二氧化碳 木质素 激进的 甲烷 环境化学 化学 光降解 环境科学 光化学 有机化学 催化作用 光催化
作者
Yongxi Deng,Kecheng Zhu,Wenjun Jiang,Yixuan Liu,Linyang Xie,Fuhao Liu,Kangjie Yang,Yuanren Jiang,Hanzhong Jia
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:58 (36): 16055-16065 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acs.est.4c03414
摘要

Sunlight irradiation significantly mediates plant litter's carbon dynamics and volatile carbon release in semi-arid and arid ecosystems. In this process, carbon loss is controlled by lignin, but the mechanisms of production of CO2 and CH4 during lignin photolysis are ambiguous. In this study, the photomineralization of plant litter and the lignocellulosic component collectively indicate that lignin is a major source of CO2 and CH4 emissions. Characterization and free radical analysis reveal that the production of CO2 is due to the oxidation and ring-opening reaction of the coniferyl alcohol unit, with the subsequent decarboxylation of carboxylic acid as an oxidation product. This reaction involves o-quinone formation by the reactions between O2, superoxide radical (O2·-), and persistent free radicals (PFRs)-bearing lignin. Of this, O2·- contributes to 43.2% of the photogenerated CO2, as a new pathway, derived from the electron transfer from PFRs to O2. Interestingly, photoinduced demethylation of the dimethoxybenzene-type compounds as the photolysis products of lignin results in a never-before-reported CH4 formation chemical route independent of that of O2. This mechanistic insight into the role of lignin in volatile carbon production from the irradiative plant litter will contribute to a deeper understanding of carbon balance in water-limited ecosystems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
2秒前
jgaotao发布了新的文献求助10
2秒前
ct完成签到,获得积分10
2秒前
半岛荼靡完成签到 ,获得积分10
2秒前
ddd发布了新的文献求助10
2秒前
Sakura完成签到,获得积分10
4秒前
Orange的应助被ya采纳,获得10
5秒前
兽兽发布了新的文献求助10
6秒前
田様的应助被无奈的惜文采纳,获得10
6秒前
7秒前
Orange发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Ava的应助被Merlin采纳,获得10
9秒前
9秒前
冬说完成签到 ,获得积分20
9秒前
合适的不言完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
魔幻灯泡完成签到,获得积分10
10秒前
ct发布了新的文献求助30
11秒前
尊敬鸿完成签到,获得积分10
11秒前
ddd完成签到,获得积分10
14秒前
半夏留白发布了新的文献求助10
15秒前
执着傲柏发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
段鹏鹏完成签到,获得积分10
19秒前
栗子完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
JamesPei的应助被兽兽采纳,获得30
20秒前
韵诗完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
Merlin发布了新的文献求助10
22秒前
Owen的应助被WYN采纳,获得10
23秒前
23秒前
25秒前
陶醉惋清发布了新的文献求助10
25秒前
万物安生完成签到,获得积分10
26秒前
诱导效应发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Biographisches Lexikon der hervorragenden Ärzte der letzten fünfzig Jahre [1880–1930]. Zugleich Fortsetzung des Biographischen Lexikons der hervorragenden Ärzte aller Zeiten und Völker 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7786264
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9325213
关于积分的说明 20403403
捐赠科研通 7375213
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3321652
关于科研通互助平台的介绍 2469654
邀请新用户注册赠送积分活动 2338289