摘要
木质素是一种构造复杂、储量丰沛的生物质资源，断裂其中特定连接键得到小分子含苯环化合物，是目前公认最有效的实现其增值利用的方法。这其中，借助电化学方法在阴极表面不断发生氧气还原反应(ORR)生成活性氧物种(ROS)，打破分子内连接键进而实现木质素大分子的降解，简称电化学氧阴极法解聚木质素已被证明是一条绿色高效的技术途径。由于质子型离子液体具有对ROS的稳定化作用及对H2O2类ROS的选择性生成等优点，本论文选择三乙胺硫酸氢盐（[HNEt3][HSO4]）质子型离子液体为支持电解质，探究ORR原位产生ROS的调控及其对木质素模型化合物和木质素解聚效率的影响。研究内容和成果如下: (1)通过电化学研究手段研究了质子型离子液体中ORR电化学行为及原位生成ROS主要物种的定性定量分析。通过循环伏安法(CV)和旋转环盘电极法（RRDE）证实O2在[HNEt3][HSO4]离子液体中的阴极上主要发生2电子还原反应，生成HO2-/H2O2;以铂丝微电极采用恒电位体系实现了对原位生成H2O2的定量测定。 (2)借助木质素模型化合物的降解，优化了产生ROS的ORR条件为:改性石墨毡阴极，30℃，-1.2V(vs Ag/Ag+);基于产物萃取与分析结果推测降解机理为:首先模型化合物分子会在阳极表面氧化，失去电子，生成具有Cα正离子的活性分子，继而受到阴极表面生成的HO2/H2O2的直接进攻，导致Cα-Cβ键断裂。在优化条件下，模型化合物在4h降解率可以达到6O.5％,产物中香草醛的选择性达到76.3％。 (3)探究了质子型离子液体中氧阴极法解聚实际木质素样品的效果。基于重量法建立了离子液体中木质素降解率测定方法，测得在-1.2V阴极电位下4h木质素样品降解率为36.5％，电流效率为74.1％;依据上述H2O2定量测定方法，测得原位产生的H2O2平均利用率为40.3％;最后，提出了根据沸点差异借助产物萃取、冷凝回流从而达成离子液体循环利用的技术方案。
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