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
科研通AI6.2应助机智平灵采纳,获得10
刚刚
烟花应助xx采纳,获得10
刚刚
木熙完成签到,获得积分10
1秒前
YYJ25发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
共享精神应助自由基采纳,获得10
2秒前
格格巫完成签到,获得积分10
2秒前
LV完成签到,获得积分10
2秒前
朴素的愫完成签到 ,获得积分10
2秒前
陈陈陈应助Nike采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
小古完成签到 ,获得积分10
4秒前
大个应助iris采纳,获得10
4秒前
7秒前
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
陈陈陈应助Nike采纳,获得10
10秒前
陈陈陈应助Nike采纳,获得10
11秒前
一只住在海边的猫应助Nike采纳,获得30
11秒前
陈陈陈应助Nike采纳,获得10
11秒前
陌路发布了新的文献求助10
11秒前
小豹子完成签到,获得积分10
11秒前
Yang发布了新的文献求助10
12秒前
qcy完成签到,获得积分10
12秒前
深情安青应助pp采纳,获得10
13秒前
拂晓完成签到 ,获得积分10
13秒前
33完成签到,获得积分0
13秒前
ll发布了新的文献求助20
13秒前
xx发布了新的文献求助10
13秒前
香蕉觅云应助M_采纳,获得10
14秒前
杨青黄完成签到,获得积分10
14秒前
zdh1998完成签到,获得积分10
15秒前
脑洞疼应助小轩子采纳,获得10
16秒前
16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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
機能性マイクロ細孔・マイクロ流体デバイスを利用した放射性核種の 分離・溶解・凝集挙動に関する研究 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Harnessing Lymphocyte-Cytokine Networks to Disrupt Current Paradigms in Childhood Nephrotic Syndrome Management: A Systematic Evidence Synthesis 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6259273
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8081418
关于积分的说明 16884849
捐赠科研通 5331112
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2837912
邀请新用户注册赠送积分活动 1815316
关于科研通互助平台的介绍 1669221