近日，我院2020级硕士研究生韩双美为论文第一作者在《Chemical Engineering Journal》（IF=16.744）上发表了题为“Electrocatalytic conversion of G-type and S-type phenolic compounds from different tree species in a heteropolyacid fluidized system”的文章，我院林化所蒋剑春院士、徐俊明研究员为通讯作者。文章报道了在温和条件下通过电催化手段将代表不同树种的S型和G型化合物以及木质素衍生油还原为液体燃料及高价值化学品并探究了其C-O键断裂及加氢机理。

研究内容

   一是完成了较难转化的S型木质素模型化合物（4-烯丙基-2，6-二甲氧基苯酚）的电催化还原加氢脱氧。基于流化电催化体系（PW₁₂-Pt/C-NaBH₄），在低电流密度（25 mA/cm²）和低温（80℃）下反应60 min实现了4-烯丙基-2，6-二甲氧基苯酚的完全转化。法拉第效率高达90%。

二是借助密度泛函理论（DFT）开展了对G型和S型木质素模型化合物的C-O键断裂优先顺序及机理探究。愈创木酚、丁香酚和4-烯丙基-2，6-二甲氧基苯酚优先断裂C-OCH₃键，2，6-二甲氧基苯酚优先断裂C-OH键。研究发现G型比S型化合物更容易实现电催化加氢脱氧，同时烯丙基对电催化转化有负面影响。

三是完成了松树（主要为G型）和杨树（主要是S型）催化加氢得到的木质素衍生油单体的电催化还原加氢脱氧。在高电流密度（150 mA/cm²）下，杨木木质素衍生油单体电化学还原4小时完全转化，目标产物（PCH和4-PCH）的得率为43.28%。松木木质素衍生油单体在低电流密度（50 mA/cm²）下电催化还原1小时可完全转化，目标产物（PCH和4-PCH）的得率为64.35%。

杨木电催化加氢脱氧 松木电催化加氢脱氧

杨木电催化加氢脱氧                      松木电催化加氢脱氧

这项工作创新性地将生物质精炼和电催化升级结合起来，为木质素的转化和利用提供了绿色环保的解决方案并为探索不同树种木质素衍生油的电催化提供了良好的参考。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139299