逆流而上：海水中木质素磺酸盐的光催化解聚

《Green Chemistry》：Swimming upstream – photocatalytic depolymerization of lignosulfonate in seawater

利用海水作为反应介质，通过光催化剂AQ2S在紫外LED照射下实现木质素磺酸盐（LS）的温和分解，产物流动性降低且保留关键结构，盐分增强催化剂稳定性。

　　

木质素是木质纤维素生物质的主要成分，对其的充分利用对于减少对化石资源的依赖至关重要。木质素磺酸盐是一种水溶性的木质素衍生物，由纸浆和造纸工业大量生产，但由于木质素结构复杂以及其降解通常需要苛刻的条件，这些衍生物目前尚未得到充分利用。在这里，我们提出了一种温和且可持续的光催化方法，使用无毒、水溶性且市售的光催化剂——蒽醌-2-磺酸钠（AQ2S）来降解木质素磺酸钠（LS）。该反应在室温及常压下，于含盐的水介质中进行（包括未经处理的波罗的海海水），无需使用有机溶剂、酸、碱或有害添加剂。盐度对于稳定AQ2S并在长时间照射下保持其活性至关重要。基于密度泛函理论（DFT）的计算方法揭示了反应机制和催化剂的行为，结果表明在无盐条件下，AQ2S会通过羟基化反应失活；而在含盐介质中，它仍能有效地催化木质素磺酸钠的降解。实验结果表明，该过程能够生成低分子量的木质素片段，这一点通过凝胶渗透色谱（SEC）、紫外-可见光谱（UV-vis spectroscopy）、核磁共振（NMR）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）得到了验证，同时发现这些木质素片段的芳香性降低但结构特征得以保留。本研究展示了海水作为绿色反应介质的实用性，并提出了一种环保的、基于机理理解的木质素转化策略。