王定胜/吴玉龙/岳凤霞JACS：Mo1Al/MgO高效和选择性分解木质素为单体木质素衍生物

木质素是天然可再生木质纤维素生物质资源中含量最丰富的芳香族聚合物。开发高效的木质素解聚催化剂以生产高收率、高选择性的有价值的单酚类化合物，是一个理想又具有挑战性的目标。

基于此，清华大学王定胜副教授和吴玉龙研究员、华南理工大学岳凤霞副教授等人报道了一种协同催化剂，结合MgO底物上原子分散的Mo中心和Al Lewis酸位点（Mo₁Al/MgO），通过β-芳基醚键断裂来解聚桉树木质素。在氮气气氛下，Mo₁Al/MgO同时获得了接近理论的46%的单酚收率和92%的针叶树基和新树基甲基醚的超高选择性，并且具有良好的循环耐久性。

通过DFT计算，作者研究了甲醇中Mo₁Al/MgO上愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚（GG）解聚的详细反应机理，并提出了多种反应途径生成针叶基甲基醚、针叶醇、针叶基醛、愈木酚等产物和副产物。

通过GG在Mo₁Al/MgO表面双功能Mo-Al活性位点上的吸附初始化反应，该反应在-2.83 eV下放热，随后进行GG解离反应，两个C-O键分裂，形成气态松叶醇和去质子化愈创木酚（int 2）。int 1中Mo配位OH片段从GG分子迁移到Mo位点，Mo-OH键长度缩短至1.94 Å。

在初始的GG解聚过程中，Mo和相邻的Lewis酸Al位点都接受并稳定了反应中间体。为充分揭示Al位点在Mo₁Al/MgO(100)表面的作用，作者还研究了未暴露Al的Mo₁/MgO(100)表面的反应性。

GG在Mo和Mg位点的化学吸附与GG分子的OH共价相互作用，反应能分别为-0.15和-0.54 eV，表明Mo₁/MgO(100)表面的Mo单位点的反应性低于暴露的Mg位点。结果表明，在表面引入Al可以有效增强Mo单原子位点捕获GG分子的反应活性。

Synergy of Single Atoms and Lewis Acid Sites for Efficient and Selective Lignin Disassembly into Monolignol Derivatives. J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c04028.

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王定胜/吴玉龙/岳凤霞JACS：Mo1Al/MgO高效和选择性分解木质素为单体木质素衍生物

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