Photocatalytic conversion of lignin into aromatic monomers with adsorbents of radical species from water dissociation

化学 光催化 脱氢 催化作用 单体 选择性 光化学 离解(化学) 吸附 木质素 键裂 有机化学 聚合物
作者
Shibo Shao,Ke Wang,Yiming Zhang,Jason B. Love,Z.F. Yue,Wei Li,Liangliang Huang,Yuyin Wang,Xiaokun Yao,Tianxiao Chang,Xianfeng Fan
出处
期刊:Chem catalysis [Elsevier]
卷期号:4 (8): 101066-101066 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.checat.2024.101066
摘要

Photocatalytic conversion of lignin into aromatic monomers by cleaving interunit C–O bonds is a promising approach to reduce reliance on fossil fuel resource. However, industrial implementation is hindered by insufficient reaction efficiency and selectivity for target monomers. This study addresses these challenges by applying adsorbent-mediated catalysis and developing a quaternary CdxZn1–xIn2S4 photocatalyst. This catalyst utilizes radical species from photocatalytic water dissociation to promote the cleavage of aryl ether C–O bonds in lignin model compounds, achieving nearly complete conversion with over 90% selectivity for target aromatic monomers. This is a significant improvement over the 50% or less conversion and selectivity performed by water-free photocatalytic system. The study shows that H∗ and ∗OH from water dissociation can modify the catalytic microenvironment and reaction kinetics, increasing the energy barrier for side reactions and enhancing hydrogen transfer efficiency. Therefore, the target C–O cleavages can be remarkably promoted while the oxy-dehydrogenation side reactions can be impeded.
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