自由基介导的芳香环断裂机制：褐煤黄腐酸高效提取工艺优化与农业应用研究

本文创新性地采用H2O2/NaOH分步协同策略，通过精确控制反应序列显著提升黄腐酸（FA）产率达17.67%。研究首次通过电子顺磁共振（EPR）和密度泛函理论（DFT）揭示了?OH自由基主导的芳香环断裂分子重构机制，并证实60 mg/L FA可有效促进作物根系生长，为褐煤资源高值化利用提供新路径。

　　

亮点

实验数据分析

图2展示了不同条件下对FA提取率和反应液pH值的影响。如图所示，提取率与pH值呈现强负相关性。在高pH区域（>11），会促进FA胶体的絮凝并加速H₂O₂的无效分解。在最佳pH范围（9.5-10.5）内，实现了自由基稳定性与产物溶解度的平衡，同时维持了Fe²⁺/Fe³⁺催化循环效率。

结论

本研究通过多尺度表征与理论计算相结合，系统阐明了H₂O₂和NaOH协同作用下褐煤向FA转化的反应机制，并开发出具有工业潜力的高效提取工艺。开发的"先氧化后活化"分步协同工艺（H₂O₂氧化120分钟+NaOH活化30分钟），实现了相较传统方法2-3倍的提升。

作者贡献声明

李娜： 原始稿件撰写，数据整理

杨阔： 数据整理

曾慧璇： 可视化

马航： 可视化，形式分析

王国栋： 可视化，调查研究

袁申富： 稿件审阅与编辑

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究报告的已知竞争性财务利益或个人关系。

致谢

诚挚感谢国家自然科学基金（项目编号21968037）、云南省青年拔尖人才项目（项目编号202205AC160031）、云南省基础研究项目（项目编号202301BF070001-010）、昆明市高层次人才培养计划（项目编号2022SCP003）以及云南大学大学生创新创业训练计划（S202410673262）的支持。