Selective photocatalytic aerobic oxidative cleavage of lignin C–O bonds over sodium lignosulfonate modified Fe3O4/TiO2

解聚 木质素 化学 键裂 脱氢 有机溶剂 光催化 催化作用 激进的 光化学 有机化学
作者
Kejia Wu,Jinrong Liang,Sijie Liu,Yimin Huang,Minglong Cao,Qiang Zeng,Xuehui Li
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:84: 89-100 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.04.033
摘要

Lignocellulose shows significantly potential in sustainable conversion to high-quality fuel and value-added chemicals with the demands for realizing the rapid cycle of carbon resources and helping to reach carbon neutrality in nature. Selective tailoring of α-O-4, β-O-4, etc. linkages in lignin has always been viewed as “death blow” for its depolymerization. Herein, novel sodium lignosulfonate (SL) modified Fe3O4/TiO2 (SL-Fe3O4/TiO2) spherical particles have been developed and used as catalysts for selectively photocatalytic oxidative cleavage of organosolv lignin. As expected, 80% selective conversion of lignin in C2–C4 esters has been achieved, while C–O bonds in lignin model compounds can be effectively cleaved. Other than normal hydroxyl radical-mediated photocatalytic depolymerization of lignin over TiO2-based materials, in this contribution, mechanism studies indicate that photogenerated holes and superoxide anion radicals are main active species, which trigger the cleavage of α/β-O-4 bond, and the isotope-labeling study confirms the crucial factor of Cβ–H dehydrogenation in cleavage of β-O-4 bonds.
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