在天然木质素中，β─O─4键是最主要的芳环间连接方式，其选择性断裂对木质素高值化至关重要。虽然目前已开发多种热催化方法实现β-O-4键高效氧化裂解，但这些方法通常需要高温高压、均相催化剂及富氧环境等苛刻条件，且苯酚产率偏低（<60%），制约实际应用。

【生物基能源与材料】获悉，近日，湖南大学邹雨芹团队提出新型电化学-化学串联催化策略，达到苯酚产率99.2%、苯甲酸产率80.2%，FE达74.7%。

相关研究成果以“Enhancing β-O-4 Linkage Cleavage with Ultrahigh Faradaic Efficiency via Electrochemical–Chemical Tandem Catalysis for Lignin Valorization”为题，发表在《Advanced Materials》（IF 26.8)上。

通过解析PPE裂解的两阶段过程：i) Cα−OH基团电化学脱氢，ii) 非电化学Cα─Cβ键断裂，发现加速脱氢步骤是提升裂解性能的关键。据此设计开发了铜氧化物纳米片负载金纳米颗粒（Au/CuO）异相电催化剂，用于β-O-4键电氧化裂解。机理研究表明：PPE优先吸附于CuO基底，经Au−OH介导电催化脱氢生成2-苯氧基-1-苯基乙酮（PPA），随后PPA被碱性电解液中溶解氧氧化生成苯酚与苯甲酸。该催化剂在0.95 VRHE恒定电位下实现99.9%转化率，苯酚产率99.2%、苯甲酸产率80.2%，FE达74.7%。该串联策略进一步成功应用于有机溶剂木质素（OL）的电催化解聚，展现出良好的木质素高值化潜力。

图1 β-O-4键在KOH电解液中的电催化氧化裂解路径示意图

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