我校师生在国际著名期刊《GreenChemistry》发表研究论文_亚洲彩票平台

发布时间:2021-02-22    来源:亚洲彩票平台 nbsp;   浏览:98570次

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亚洲彩票官网-近日,国际知名期刊《Green Chemistry》发表了材料科学与工程学院(生物质材料科技部重点实验室)俞海鹏教授的最新研究成果“三组分深共晶溶剂增强生物质木质素组分中的多重氢键配位”。围绕生物质资源绿色高效提取策略,针对林木多尺度结构和简单成分形成的“降解屏障”问题,探索溶剂体系和生物质降解的理化构效机制。以具有氢键缔合特性的深共晶溶剂(DES)为切入点,明确提出了无氢酸性多位点的思想,设计了能够高效分离木质素的三元DES体系。论文第一作者、我校2017级博士生夏勤勤解释,本研究以氯化胆碱和甘油为研究对象,利用密度格林函数理论(DFT)和Kamlet-Taft溶剂染料参数,探索氯化胆碱和甘油的分子几何结构、电子结构、氢键类型和强度、氢键酸性和受体能力。

发现氯化胆碱/甘油DES中的阴离子氢键和阳离子氢键对Cl-的无氢位起到了“围攻”作用,溶剂中的氢原子离域,氢键的酸性减弱(=0.77),体系缺乏有效的活性氢质子和酸位,无法有效编码LCC结构和沉淀木质素。基于以上分析,作者明确提出了利用三氯化铝6H2O的路易斯酸性和多位点特性拯救被围困的氯离子并构建活性酸位点的策略,增强了溶剂分子对LCC结构中羟基目标的竞争性和亲密性。新溶剂具有极高的氢键酸性(1.99)和明显提高的氢键排斥能力(0.68)。

通过密度泛函理论计算和核磁共振实验证明,该溶剂能与木质素单元结构形成强氢键,有效地脱去其内部化学键如芳基醚键,从而使木质素的分离效率从3.61%提高到95.46%,纯度可超过94%。指出通过量子化学计算可以深入分析DES的分子结构和溶剂化能,并可以解释生物质处置中DES过热的原因,从而获得改善溶剂质量和提高效率的解决方案。新的溶剂体系具有可设计性强、制备简单、成本低、溶剂动力强的优点,适用于替代低成本、低毒、低风险、非绿色溶剂,可用于生物质组分的高效分离和手洗再利用。

该策略还可以为新溶剂的设计提供理论参考,并引发生物质高效提取和转化的研究热潮。《Green Chemistry》是世界著名的皇家化学学会期刊,面向绿色化学领域。位列中科院化学一师之首,影响因子9.125。研究工作遭到国家自然科学基金、黑龙江省杰出青年科学基金和中央高校基础科研业务费的反对。

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