Improving the Yield and Rate of Acid‐Catalyzed Deconstruction of Lignin by Mechanochemical Activation

化学 机械化学 木质素 劈理(地质) 反应机理 催化作用 键裂 产量(工程) 计算化学 光化学 化学工程 有机化学 材料科学 复合材料 断裂(地质) 工程类
作者
Darpan H. Patel,Dominik Marx,Allan L. L. East
出处
期刊:ChemPhysChem [Wiley]
卷期号:21 (24): 2660-2666 被引量:5
标识
DOI:10.1002/cphc.202000671
摘要

Lignin is a potential biomass feedstock from plant material, but it is particularly difficult to economically process. Inspired by recent ball-milling results, state-of-the-art quantum mechanochemistry calculations have been performed to isolate and probe the purely mechanochemical stretching effect alone upon acid-catalyzed deconstruction of lignin. Effects upon cleavage of several exemplary simple ethers are examined first, and with low stretching force they all are predicted to cleave substantially faster, allowing for use of milder acids and lower temperatures. Effects upon an experimentally known lignin fragment model (containing the ubiquitous β-O-4 linkage) are next examined; this first required a mechanism refinement (3-step indirect cleavage, 1-step side reaction) and identification of the rate-limiting step under zero-force (thermal) conditions. Mechanochemical activation using very low stretching forces improves at first only yield, by fully shutting off the ring-closure side reaction. At only somewhat larger forces, in stark contrast, a switch in mechanism is found to occur, from 3-step indirect cleavage to the direct cleavage mechanism of simple ethers, finally strongly enhancing the cleavage rate of lignin. It is concluded that mechanochemical activation of the common β-O-4 link in lignin would improve the rate of its acidolysis via a mechanism switch past a low force threshold. Relevance to ball-milling experiments is discussed.
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
CipherSage应助zzzkyt采纳,获得10
刚刚
从容大侠完成签到,获得积分20
刚刚
asADA发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
Kretschmann完成签到,获得积分0
1秒前
忽闻水完成签到,获得积分10
2秒前
TRACEY发布了新的文献求助10
3秒前
kaiyi发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
zizziai发布了新的文献求助20
6秒前
6秒前
8秒前
科研通AI2S应助壮观手套采纳,获得10
8秒前
8秒前
yzizz发布了新的文献求助10
8秒前
杜faifai完成签到,获得积分10
8秒前
大模型应助Kretschmann采纳,获得10
8秒前
嘟嘟嘟完成签到,获得积分10
9秒前
ludong_0完成签到,获得积分10
10秒前
快乐小马发布了新的文献求助20
10秒前
啦啦啦啦完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.3应助雪顶蛋糕采纳,获得10
11秒前
Dogged完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
情怀应助嘟嘟嘟采纳,获得10
13秒前
13秒前
ValerieLI发布了新的文献求助10
14秒前
酷酷绮南完成签到,获得积分20
15秒前
余笙完成签到,获得积分10
15秒前
寻一洲完成签到,获得积分10
15秒前
酷波er应助风趣的谷梦采纳,获得10
16秒前
ange发布了新的文献求助10
16秒前
纯真尔竹完成签到,获得积分10
16秒前
Akim应助fcc采纳,获得20
16秒前
17秒前
NexusExplorer应助Cenhuan采纳,获得10
18秒前
XlnN发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
19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
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6047886
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7828614
关于积分的说明 16257915
捐赠科研通 5193301
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2778847
邀请新用户注册赠送积分活动 1762077
关于科研通互助平台的介绍 1644438