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臺大工學院簡訊

學術成果

娜莉塔‡、瑪沙‡、李凱文、范隆*、吳嘉文*:Efficient lignin depolymerization by continuous flow microreactor-assisted electrochemical advanced oxidation in water/co-solvent system, Green Chem., 2023, Advance Article DOI: 10.1039/D3GC03066K
  • 發布單位:工學院

  這項研究首次提出了一種創新的連續流微反應器系統,專為應用電化學高級氧化製程(EAOP)以實現高效的脫鹼木質素解聚而設計。脫鹼木質素因其不溶於水的性質,對透過EAOP進行化學解聚帶來了一定挑戰。為克服這種限制,我們採用了多種共溶劑系統的開發和研究,以實現對脫鹼木質素的有效解聚。 在這項研究中,我們選用了五種與水混溶的有機溶劑,包括甲醇(MeOH)、乙醇(EtOH)、乙腈(MeCN)、四氫呋喃(THF)和N,N-二甲基甲醯胺(DMF)作為共溶劑。當共溶劑在水中的比例為1%時,對脫鹼木質素的溶解度呈現為THF>DMF>MeCN>MeOH>EtOH。透過電子自旋共振(EPR)測定,我們發現不同的共溶劑影響了原位OH自由基生成的濃度,進而導致脫鹼木質素轉化率的變化。 在水-MeCN系統中,我們觀察到在常溫、常壓、電流為1 mA的情況下,脫鹼木質素在100秒的停留時間內達到了72%的轉化率。此外,我們使用了兩種主要的木質素模型化合物,即含有β-O-4結構的2-苯氧基-1-苯基乙醇(PPE)和含有α-O-4結構的芐基苯基醚(BPE),來進行對木質素動力學分析和降解的研究。 β-O-4(PPE)和α-O-4(BPE)木質素模型化合物的轉化率分別達到了75%和92%。所有產物均經GC-MS分析確認,並進一步通過木質素模型化合物提供的機制見解,深化了對木質素解聚過程的理解。(化工系吳嘉文教授提供)

 

 

 

 

在常溫條件下使用連續流微反應器進行高效木質素降解的EAOP