玉米芯木质素的低共熔溶剂解聚、表征及分子模拟OA
Depolymerization,Characterization,and Molecular Simulation of Corncob Lignin in Deep Eutectic Solvents
以玉米芯木质素为原料,考察溶剂体系、处理方式和时间等解聚参数对木质素低聚物产率及相对分子质量的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)对所获木质素低聚物进行表征和分析,利用分子动力学模拟揭示低共熔溶剂(DES)在木质素解聚过程中的作用,并探究该方法对不同来源木质素的普适性.结果表明:在室温条件(25℃水浴)采用氯化胆碱-乳酸(ChCl-LA)溶剂体系结合超声波辅助处理3h可获得最佳解聚效果,此时木质素低聚物产率达73.50%,重均相对分子质量(Mw)由初始的6 091 显著降低至1 663,多分散指数从4.12 降至1.97;解聚过程较好地保留了木质素分子的基本结构单元和主要官能团,含羟基量提升了72%;分子动力学模拟阐明了DES中氢键供体与氢键受体在促进木质素解聚过程中的影响,同时DES在超声波辅助下对不同原料的木质素均表现出良好的解聚效果.
Corncob lignin was used as raw material to investigate the effects of depolymerization parameters such as solvent system,treatment method and time on the yield and relative molecular mass of lignin oligomer.The obtained depolymerized lignin was characterized and quantitatively analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy,and nuclear magnetic resonance hydrogen spectroscopy.Molecular dynamics simulation was employed to elucidate the role of deep eutectic solvent(DES)in lignin depolymerization,and to explore the universality of this method for lignin from different sources.The results showed that the optimal depolymerization effect was achieved by using a choline chloride-lactic acid solvent system combined with ultrasonic-assisted treatment for3 h at room temperature(25℃water bath).At this time,the yield of lignin oligomer reached 73.50%,the weight-average relative molecular mass decreased significantly from the initial 6 091 to 1 663,and the polydispersity index decreased from 4.12 to 1.97.The depolymerization process well retained the fundamental structural units and main functional groups of lignin molecules,and the hydroxyl content increased by 72%.Molecular dynamics simulations clarified the effect of hydrogen bond donors and acceptors in DES on promoting lignin depolymerization.At the same time,DES exhibited excellent depolymerization effect on lignin of various raw materials under ultrasonic assistance.
谷利敏;沈瑞硕;马林;高士帅;许玉芝
河南省化工研究所有限责任公司,河南 郑州 450052中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心||江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210042中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心||江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210042中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心||江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210042中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心||江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210042
化学化工
木质素解聚低共熔溶剂-超声波辅助处理木质素低聚物分子动力学模拟
lignin depolymerizationdeep eutectic solvents-ultrasonic assisted treatmentlignin oligomermolecular dynamics simulation
《生物质化学工程》 2026 (2)
19-29,11
国家自然科学基金资助项目(32494792)
评论