Similarities in Recalcitrant Structures of Industrial Non‐Kraft and Kraft Lignin

解聚 有机溶剂 木质素 化学 有机化学 分馏 牛皮纸 催化作用 热重分析 凝胶渗透色谱法 化学工程 聚合物 工程类
作者
Andrew W. Tricker,Michael J. Stellato,Thomas T. Kwok,Nicholas S. Kruyer,Zhongzhen Wang,Sankar Nair,Valerie M. Thomas,Matthew J. Realff,Andreas S. Bommarius
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:13 (17): 4624-4632 被引量:7
标识
DOI:10.1002/cssc.202001219
摘要

This work compares the structure of industrially isolated lignin samples from kraft pulping and three alternative processes: butanol organosolv, supercritical water hydrolysis, and sulfur dioxide/ethanol/water fractionation. Kraft processes are known to produce highly condensed lignin, with reduced potential for catalytic depolymerization, whereas the alternative processes have been hypothesized to impact the lignin less. The structural properties most relevant to catalytic depolymerization are characterized by elemental analysis, quantitative 13C and 2 D HQSC NMR spectroscopy, gel permeation chromatography, and thermogravimetric analysis. Quantification of the β-O-4 ether bond content shows partial depolymerization, with all samples having less than 12 bonds per 100 aromatic units. This results in theoretical monomer yields of less than 5 %, strongly suggesting the alternative fractionation processes generate highly condensed lignin structures that are no more suitable for catalytic depolymerization than kraft lignin. However, the different thermal degradation profiles suggest there are physicochemical differences that could be leveraged in other valorization strategies.
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