温和条件下混合金属离子氧化木质素耦合电化学产氢

摘要：

随着化石能源的枯竭以及温室效应的加剧,可再生资源的开发和利用已经成为全球关注的焦点.生物质是地球上最丰富的可再生资源,其可转化为化学品和燃料,具有广阔的应用前景.笔者提出一种简单、环境友好的电化学方法,在温和的反应条件下,利用廉价的混合过渡金属离子Fe3+-Cu2+作为电子转移载体和均相催化剂,将木质素的氧化与电化学产氢相结合,在降解木质素为芳香化合物的同时得到清洁、高能量密度的氢气.通过线性循环伏安曲线(CV)、极化曲线(I-V)、电压-时间曲线(V-t)、气质联用(GC-MS)、液相色谱(LC)以及分光光度法等测试方法研究了木质素氧化程度、产物、木粉含量变化以及电化学性能等情况.通过混合Fe3+与不同的过渡金属离子Cu2+、Cr3+、Ni2+及Co2+协同氧化木质素,发现Fe3+-Cu2+的效果最为显著,木质素的降解率约48％,在100 mA/cm2的电流密度下可以通电2.5 h.通过连续的化学-电解实验,未化学预处理原生木粉的降解率提高至62.8％,同时获得香兰素、葡萄糖和甲酸等有机小分子产物和氢气.

关键词：混合金属离子、氧化木质素、电化学、产氢

所属期刊栏目：8

分类号：TQ35

资助基金：国家自然科学基金;湖南省自然科学基金项目

在线出版日期：2023-10-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：130-137