燃料化学学报（中英文）

Type	Substituent	Uncatalyzed /（kJ·mol⁻¹）	Catalyzed /（kJ·mol⁻¹）		Numerical difference /（kJ·mol⁻¹）
Benzaldehyde-type lignin monomers	M₁₁	H	H	H	383.8	345.7	311.3		−38.1	−72.5
M₁₂	OH	H	H	388.7	317.1	280.6		−71.6	−108.1
M₁₃	OH	OCH₃	H	389.2	325.2	315.8		−64.0	−73.4
M₁₄	OH	OCH₃	OCH₃	387.9	324.8	318.1		−63.1	−69.8
Phenylethanal-type lignin monomers	M₂₁	H	H	H	329.9	398.9	365.1		69.0	35.2
M₂₂	OH	H	H	332.2	375.5	371.2		43.3	39.0
M₂₃	OH	OCH₃	H	336.4	290.8	291.2		−45.6	−45.2
M₂₄	OH	OCH₃	OCH₃	328.1	294.6	290.9		−33.5	−37.2

Type	Substituent	Uncatalyzed /（kJ·mol⁻¹）	Catalyzed /（kJ·mol⁻¹）		Numerical difference /（kJ·mol⁻¹）
Benzaldehyde-type lignin monomers	M₁₁	H	H	H	383.8	345.7	311.3		−38.1	−72.5
M₁₂	OH	H	H	388.7	317.1	280.6		−71.6	−108.1
M₁₃	OH	OCH₃	H	389.2	325.2	315.8		−64.0	−73.4
M₁₄	OH	OCH₃	OCH₃	387.9	324.8	318.1		−63.1	−69.8
Phenylethanal-type lignin monomers	M₂₁	H	H	H	329.9	398.9	365.1		69.0	35.2
M₂₂	OH	H	H	332.2	375.5	371.2		43.3	39.0
M₂₃	OH	OCH₃	H	336.4	290.8	291.2		−45.6	−45.2
M₂₄	OH	OCH₃	OCH₃	328.1	294.6	290.9		−33.5	−37.2

Type	Substituent	Uncatalyzed /（kJ·mol⁻¹）	Catalyzed /（kJ·mol⁻¹）		Numerical difference /（kJ·mol⁻¹）
Benzoic acid-type lignin monomers	M₃₁	H	H	H	299.9	359.7	365.6		59.8	65.7
M₃₂	OH	H	H	290.9	370.3	313.2		79.4	22.3
M₃₃	OH	OCH₃	H	288.6	321.4	314.3		32.8	25.7
M₃₄	OH	OCH₃	OCH₃	287.2	315.9	314.6		28.7	27.4
Phenylacetic acid-type lignin monomers	M₄₁	H	H	H	294.4	356.6	368.2		62.2	73.8
M₄₂	OH	H	H	296.4	356.4	367.8		60.0	71.4
M₄₃	OH	OCH₃	H	297.8	281.7	305.1		−16.1	7.3
M₄₄	OH	OCH₃	OCH₃	295.9	305.5	304.3		9.6	8.4

Type	Substituent	Uncatalyzed /（kJ·mol⁻¹）	Catalyzed /（kJ·mol⁻¹）		Numerical difference /（kJ·mol⁻¹）
Benzoic acid-type lignin monomers	M₃₁	H	H	H	299.9	359.7	365.6		59.8	65.7
M₃₂	OH	H	H	290.9	370.3	313.2		79.4	22.3
M₃₃	OH	OCH₃	H	288.6	321.4	314.3		32.8	25.7
M₃₄	OH	OCH₃	OCH₃	287.2	315.9	314.6		28.7	27.4
Phenylacetic acid-type lignin monomers	M₄₁	H	H	H	294.4	356.6	368.2		62.2	73.8
M₄₂	OH	H	H	296.4	356.4	367.8		60.0	71.4
M₄₃	OH	OCH₃	H	297.8	281.7	305.1		−16.1	7.3
M₄₄	OH	OCH₃	OCH₃	295.9	305.5	304.3		9.6	8.4

碱土金属离子催化木质素单体热解生成CO和CO₂的机理研究

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蒋晓燕 ¹^,^* , 韩一鸣 ¹ , 李星炜 ¹ , 唐镇涛 ¹ , 徐子劼 ¹ , 王千里 ¹ , 胡斌 ²

燃料化学学报（中英文） | RESEARCH PAPER 2026,54(2): 20250275-286-20250275-294

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燃料化学学报（中英文） |RESEARCH PAPER 2026 , 54 (2) : 20250275-286 -20250275-294

碱土金属离子催化木质素单体热解生成CO和CO₂的机理研究

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蒋晓燕¹^,^*, 韩一鸣¹, 李星炜¹, 唐镇涛¹, 徐子劼¹, 王千里¹, 胡斌²

作者信息

¹常州工学院光电工程学院, 江苏常州 213032

²华北电力大学新能源发电国家工程研究中心, 北京 102206

通讯作者:

Tel: 0519-88510354, E-mail: jiangxy@czust.edu.cn

作者简介:

蒋晓燕（1990），博士，讲师，研究方向为生物质高效热化学转化机理研究，jiangxy@czust.edu.cn jiangxy@czust.edu.cn

Mechanistic insights into alkaline earth metal ion-catalyzed pyrolysis of lignin monomers: Pathways to CO and CO₂ evolution

Xiaoyan JIANG¹^,^*, Yiming HAN¹, Xingwei LI¹, Zhentao TANG¹, Zijie XU¹, Qianli WANG¹, Bin HU²

Affiliations

¹School of Photoelectric Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213032, China

²National Engineering Research Center of New Energy Power Generation, North China Electric Power University, Beijing 102206, China

出版时间: 2026-02-15 doi: 10.3724/2097-213X.2025.JFCT.0033

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摘要

收起

本研究选取16种C_α位、C_β位分别为醛基和羧基的苯基、对羟基苯基、愈创木基、紫丁香基型木质素单体模型化合物，通过密度泛函理论（DFT）方法研究了碱土金属离子（Ca²⁺和Mg²⁺）对木质素热解生成CO和CO₂的影响。研究结果表明，Ca²⁺和Mg²⁺易与木质素模型化合物的含氧官能团结合，形成结构稳定、能量较低的复合物，当醛基、羧基、酚羟基及甲氧基含氧官能团同时存在的情况下，Ca²⁺、Mg²⁺的最优结合位点为O(酚羟基)–Ca²⁺/Mg²⁺–O(甲氧基)。在热解过程中，除了苯乙醛和4-羟基苯乙醛，Ca²⁺和Mg²⁺能够促进苯甲醛类和苯乙醛类木质素单体模型化合物的脱羰基反应，从而促进CO的生成；除了Ca²⁺催化作用下的4-羟基-3-甲氧基苯乙酸，其他情况下，Ca²⁺、Mg²⁺均会抑制苯甲酸类和苯乙酸类木质素单体模型化合物的脱羧基反应，从而抑制CO₂的生成。

关键词

木质素 / 碱土金属离子 / 催化热解 / 密度泛函理论

Abstract

收起

In this study, sixteen types of lignin monomer model compounds with aldehyde and carboxyl substituents at the C_α or C_β positions were selected, representing phenyl, p-hydroxyphenyl, guaiacyl, and syringyl structural units. The catalytic effects of alkaline earth metal ions (Ca²⁺ and Mg²⁺) on the formation of CO and CO₂ during lignin pyrolysis were investigated by using density functional theory (DFT) calculations. The results revealed that Ca²⁺ and Mg²⁺ readily coordinate with oxygen-containing functional groups in lignin model compounds, forming stable complexes with lower energy states. When aldehyde, carboxyl, phenolic hydroxyl, and methoxy groups coexist, the optimal binding sites for Ca²⁺ and Mg²⁺ are O(phenolic hydroxyl)–Ca²⁺/Mg²⁺–O(methoxyl) configurations. During the pyrolysis process of lignin monomers, Ca²⁺ and Mg²⁺ selectively promote the decarbonylation of benzaldehyde-type and phenylethanal-type lignin monomer model compounds (excluding phenylethanal and 4-hydroxyphenylethanal), thereby enhancing the generation of CO. Conversely, except for the Ca²⁺-catalyzed decarboxylation of 4-hydroxy-3-methoxyphenylethanoic acid, Ca²⁺ and Mg²⁺ can suppress the decarboxylation of benzoic acid-type and phenylacetic acid-type lignin monomer model compounds, resulting in the reduction of CO₂ formation.

Key words

lignin / alkaline earth metal ions / catalytic pyrolysis / density functional theory

引用本文

蒋晓燕, 韩一鸣, 李星炜, 唐镇涛, 徐子劼, 王千里, 胡斌. 碱土金属离子催化木质素单体热解生成CO和CO₂的机理研究. 燃料化学学报（中英文）, 2026 , 54 (2) : 20250275-286 -20250275-294 . DOI: 10.3724/2097-213X.2025.JFCT.0033

Xiaoyan JIANG, Yiming HAN, Xingwei LI, Zhentao TANG, Zijie XU, Qianli WANG, Bin HU. Mechanistic insights into alkaline earth metal ion-catalyzed pyrolysis of lignin monomers: Pathways to CO and CO₂ evolution[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2026 , 54 (2) : 20250275-286 -20250275-294 . DOI: 10.3724/2097-213X.2025.JFCT.0033

正文

收起

木质素作为木质纤维素类生物质中三大结构性组分之一，其分子骨架主要由对羟苯基丙烷（H）、愈创木基丙烷（G）和紫丁香基丙烷（S）三种苯丙烷衍生物单元经C–O–C和C–C共价键连接而成，是生物质热解生物油中芳香族化合物的主要来源，可以作为汽油和柴油等石油衍生液体燃料的替代品，也可以进一步转化为高附加值的精细化学品和功能材料^[1−4]。除了液相产物，木质素在热解过程中还会生成焦炭以及CO、CO₂和CH₄等小分子气体产物^[5]，研究表明，这些小分子气体的生成与木质素复杂的化学结构及其在热解过程中化学键的断裂和重排机制密切相关^[6−8]。Huang等^[7]通过密度泛函理论（DFT）计算发现，在木质素热解过程中，CO、CO₂和CH₄分别由木质素结构中的醛基、羧基和甲氧基通过协同断裂反应发生脱羰、脱羧、去甲基化反应生成。徐芳等^[8]借助反应分子动力学（ReaxFF-MD）模拟深入研究了木质素热解过程中氧元素的迁移机制及含氧产物的演化规律，研究发现，高温条件下氧元素显著富集于热解气中，而CO₂气体的产生与木质素结构中的羧基官能团有关。

生物质的组成中除了C、H、O等主要的有机元素以外，还含有少量的K、Na、Ca和Mg等无机矿物元素，这些无机矿物元素对生物质热解过程的影响显著^[9−14]。王彪^[15]通过热解实验探究了碱/碱土金属（AAEMs）对半纤维素和木质素热解过程的影响，结果表明，AAEMs的添加会影响木聚糖吡喃环开环反应，促进木质素醚键和单体侧链断裂等反应的发生，促进H₂O、CO₂、CO等小分子气体的生成。本团队前期采用密度泛函理论方法研究了碱金属离子对木质素热解生成CO和CO₂的影响机理^[16]，发现在热解过程中，Na⁺和K⁺能够促进苯甲醛类（除苯甲醛和4-羟基苯甲醛）和苯乙醛类木质素单体模型化合物的脱羰基反应，促进CO的生成；另外，Na⁺和K⁺均会抑制苯甲酸类和苯乙酸类木质素单体模型化合物的脱羧反应，抑制CO₂的生成。基于此，本团队将继续采用密度泛函理论方法，选取16种C_α位、C_β位分别为醛基和羧基的苯基、对羟基苯基、愈创木基、紫丁香基型木质素单体模型化合物（图1）^[16]，进一步研究碱土金属离子（Ca²⁺和Mg²⁺）对木质素热解生成CO和CO₂的影响，以全面揭示AAEMs对木质素的催化热解反应机理及对小分子气体产物的影响规律。

1　计算方法

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本研究所有计算均在Gaussian 16程序^[17]中完成，采用密度泛函理论M06-2X/6-31+G(d,p)方法，对各反应物、产物、中间体及过渡态的几何构型进行了全参数优化，同时通过频率计算获得标准热力学参数，并考虑了零点振动能（ZPE）校正^[18]。M06-2X泛函在计算反应能垒等热力学量方面具有高精度，已被广泛应用于生物质热解机理的研究^[19−20]，6-31+G(d,p)基组在重原子上引入弥散函数和极化函数，既能确保计算精度，又能提高计算效率。过渡态采用Opt(TS)方法进行优化，经频率分析确认其仅含有一个虚频，并通过内禀反应坐标（IRC）方法^[21]验证其与相应的反应物和产物相连接。反应的活化能（反应能垒）为过渡态和反应物之间的相对能量，所有能量数据均基于298.15 K和101.325 kPa 条件下的气相焓值。

2　结果与讨论

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2.1　Ca²⁺、Mg²⁺与木质素单体模型化合物的结合位点分析

在计算碱土金属离子催化木质素模型化合物热解之前，首先要确定碱土金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺）与木质素单体模型化合物的最佳结合位点，选取含氧官能团最多的木质素模型化合物M₁₄、M₃₄作为参考，充分考虑了碱土金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺）与木质素单体可能的结合位点，如图2所示，位点1是Ca²⁺/Mg²⁺–O(醛基或羧基)；位点2是O(酚羟基)–Ca²⁺/Mg²⁺–O(甲氧基)；位点3是Ca²⁺/Mg²⁺–O(甲氧基)；位点4是Ca²⁺/Mg²⁺–O(酚羟基)，通过Gaussian软件对碱土金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺）催化作用下的木质素单体模型化合物进行结构优化，复合物能量最低的最优构型如图3、图4所示，Ca²⁺、Mg²⁺易与木质素模型化合物的含氧官能团结合，如醛基、羟基及甲氧基，这与Jeong等^[22]的研究结果一致；当醛基、酚羟基及甲氧基含氧官能团同时存在的情况下，Ca²⁺、Mg²⁺的最优结合位点为O(酚羟基)–Ca²⁺/Mg²⁺–O(甲氧基)，此时复合物的能量最低，这与碱金属Na⁺和K⁺的研究结论一致^[16]。

2.2　Ca²⁺、Mg²⁺对木质素热解生成CO的影响

木质素单体模型化合物M_1x、M_2x通过三元环过渡态将醛基上的H转移至与醛基相邻的碳原子上脱除CO，其反应路径如图5所示^[16]，分别考虑了苯基、对羟基苯基、愈创木基、紫丁香基4种不同类型木质素单体结构的C_α位、C_β位为醛基的脱羰基反应，在非催化/碱土金属离子催化作用下的8种模型化合物的脱羰基反应的能垒如表1所示，能垒综合对比如图6所示。

2.2.1　Ca²⁺对木质素热解生成CO的影响

由表1可知，在Ca²⁺催化作用下，苯甲醛类木质素单体模型化合物M₁₁、M₁₂、M₁₃和M₁₄脱羰基的反应能垒由非催化条件下的383.8、388.7、389.2和387.9 kJ/mol分别降低至345.7、317.1、325.2和324.8 kJ/mol，说明Ca²⁺会促进苯甲醛类木质素单体模型化合物发生脱羰基反应。郭以琳等^[23]研究了Ca²⁺催化C_α位含羰基的β–O–4木质素多聚体模型化合物的快速热解特性，发现添加Ca²⁺可以抑制一次热解产物4-羟基苯甲醛的生成，促进二次热解产物苯酚的生成，说明Ca²⁺可以促进4-羟基苯甲醛（M₁₂）发生脱羰基反应，这与本研究的计算结果一致。苯乙醛类木质素单体模型化合物M₂₁和M₂₂脱羰基的反应能垒分别由非催化条件下的329.9和332.2 kJ/mol提高至398.9和375.5 kJ/mol，苯乙醛类木质素单体模型化合物M₂₃和M₂₄脱羰基的反应能垒分别由非催化条件下的336.4和328.1 kJ/mol降低至290.8和294.6 kJ/mol。模型化合物M₂₃、M₂₄与模型化合物M₂₁、M₂₂相比，在苯环结构上多了甲氧基特征官能团，说明Ca²⁺可以促进4-羟基-3-甲氧基苯乙醛、4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙醛的脱羰基反应，抑制苯乙醛和4-羟基苯乙醛的脱羰基反应。由图3可知，当木质素苯环上存在甲氧基特征官能团时，复合物Ca-M₂₃和Ca-M₂₄中Ca²⁺的结合位点与Ca-M₂₁和Ca-M₂₂相比发生了变化，结合位点的变化使得Ca²⁺催化作用下苯乙醛类木质素单体模型化合物脱羰基的反应能垒发生了变化。

2.2.2　Mg²⁺对木质素热解生成CO的影响

由表1可知，在Mg²⁺催化作用下，苯甲醛类木质素单体模型化合物M₁₁、M₁₂、M₁₃和M₁₄脱羰基的反应能垒由非催化条件下的383.8、388.7、389.2和387.9 kJ/mol分别降低至311.3、280.6、315.8和318.1 kJ/mol，说明Mg²⁺与Ca²⁺一样会促进苯甲醛类木质素单体模型化合物发生脱羰基反应。

苯乙醛类木质素单体模型化合物M₂₁和M₂₂脱羰基的反应能垒分别由非催化条件下的329.9和332.2 kJ/mol提高至365.1和371.2 kJ/mol，苯乙醛类木质素单体模型化合物M₂₃和M₂₄脱羰基的反应能垒分别由非催化条件下的336.4和328.1 kJ/mol降低至291.2和290.9 kJ/mol。模型化合物M₂₃、M₂₄与M₂₁、M₂₂相比，其苯环结构上多了甲氧基特征官能团，说明Mg²⁺可以促进4-羟基-3-甲氧基苯乙醛、4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙醛的脱羰基反应，抑制苯乙醛和4-羟基苯乙醛的脱羰基反应，这与Ca²⁺的催化效果一致。由图3可知，当木质素苯环上存在甲氧基特征官能团时，复合物Mg-M₂₃和Mg-M₂₄中Mg²⁺的结合位点与Mg-M₂₁和Mg-M₂₂相比发生了变化，结合位点的变化使得Mg²⁺催化作用下苯乙醛类木质素单体模型化合物脱羰基的反应能垒发生了变化。

2.2.3　小　结

当苯甲醛类和苯乙醛类木质素单体模型化合物中存在甲氧基时，则Ca²⁺和Mg²⁺易与之结合，形成能量最低、结构最稳定的复合物。对苯甲醛类木质素单体模型化合物而言，碱土金属离子Ca²⁺、Mg²⁺均能够促进苯甲醛类木质素单体模型化合物发生脱羰基反应，从而促进CO的生成。另外，对苯乙醛类木质素模型化合物而言，碱土金属离子Ca²⁺、Mg²⁺会抑制苯乙醛和4-羟基苯乙醛的脱羰基反应，从而抑制CO的生成；而当木质素特征官能团甲氧基存在时，可以促进4-羟基-3-甲氧基苯乙醛、4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙醛的脱羰基反应，从而促进CO的生成。而碱金属离子Na⁺和K⁺能够促进苯甲醛类(除苯甲醛和4-羟基苯甲醛)和苯乙醛类木质素单体模型化合物发生脱羰基反应^[16]，这与碱土金属离子Ca²⁺、Mg²⁺的催化效果存在一定的差异。

2.3　Ca²⁺、Mg²⁺对木质素热解生成CO₂的影响

木质素单体模型化合物M_3x、M_4x通过四元环过渡态将羧基上的H转移至与羧基相邻的碳原子上脱除CO₂，其反应路径如图7所示^[16]，分别考虑了苯基、对羟基苯基、愈创木基、紫丁香基4种不同类型木质素单体结构的C_α位、C_β位为羧基的脱羧基反应，在非催化/碱土金属离子催化作用下的8种模型化合物的脱羧基反应的能垒如表2所示，能垒综合对比如图8所示。

2.3.1　Ca²⁺对木质素热解生成CO₂的影响

由表2可知，在Ca²⁺催化作用下，苯甲酸类木质素单体模型化合物M₃₁、M₃₂、M₃₃和M₃₄的脱羧基的反应能垒分别由非催化条件下的299.9、290.9、288.6和287.2 kJ/mol升高至359.7、370.3、321.4和315.9 kJ/mol；苯乙酸类木质素单体模型化合物M₄₁、M₄₂和M₄₄的脱羧基的反应能垒分别由非催化条件下的294.4、296.4和295.9 kJ/mol升高至356.6、356.4和305.5 kJ/mol，苯乙酸类木质素单体模型化合物M₄₃脱羧基的反应能垒由非催化条件下的297.8 kJ/mol降低至281.7 kJ/mol。说明除了4-羟基-3-甲氧基苯乙酸（M₄₃），Ca²⁺会抑制苯甲酸类和苯乙酸类木质素单体模型化合物C_α、C_β位上的脱羧基反应，这可能是木质素单体模型化合物M₄₃发生脱羧反应时，Ca²⁺与M₄₃的结合位点发生突变引起的，如图9所示，包含Ca²⁺的同一二面角及键角在反应前后均发生了显著变化，例如Φ(C6-C1-O9-Ca23)由177.8°减小为137.9°，θ(C1-O9-Ca23)由117.1°减小为99.3°，过渡态Ca-TS₄₃的几何构型与Ca-M₄₃相比发生了显著的变化，使得Ca²⁺催化反应的能垒低于非催化时的能垒。

2.3.2　Mg²⁺对木质素热解生成CO₂的影响

由表2可知，在Mg²⁺催化作用下，苯甲酸类木质素单体模型化合物M₃₁、M₃₂、M₃₃和M₃₄的脱羧基的反应能垒分别由非催化条件下的299.9、290.9、288.6和287.2 kJ/mol升高至365.6、313.2、314.3和314.6 kJ/mol；苯乙酸类木质素单体模型化合物M₄₁、M₄₂、M₄₃和M₄₄的脱羧基的反应能垒分别由非催化条件下的294.4、296.4、297.8和295.9 kJ/mol升高至368.2、367.8、305.1和304.3 kJ/mol，说明Mg²⁺会抑制苯甲酸类和苯乙酸类木质素单体模型化合物C_α、C_β位上的脱羧基反应，这与Ca²⁺的催化效果基本一致。

2.3.3　小　结

对苯甲酸类和苯乙酸类木质素单体模型化合物而言，在碱土金属离子Ca²⁺、Mg²⁺的催化作用下，均会使C_α位、C_β位上脱羧基反应的能垒升高，抑制脱羧反应的发生，从而抑制CO₂的生成，这与王彪的实验结果一致^[15]，他研究了添加AAEMs对脱灰碱木质素固定床热解3组分的影响，发现添加MgAc₂、CaAc₂会抑制CO₂的生成；只有在Ca²⁺催化作用下，4-羟基-3-甲氧基苯乙酸的脱羧基反应的能垒由于过渡态结构发生突变而有所降低，对脱羧反应表现出一定的促进作用。而碱金属离子Na⁺、K⁺也会抑制苯甲酸类和苯乙酸类木质素单体模型化合物的脱羧反应^[16]，这与碱土金属离子Ca²⁺、Mg²⁺的催化效果基本一致。

3　结　论

收起

采用密度泛函理论M06-2X/6-31+G(d, p)方法，研究了碱土金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺）对苯甲醛类、苯乙醛类、苯甲酸类、苯乙酸类木质素单体模型化合物热解生成CO、CO₂的影响。研究结果表明，Ca²⁺和Mg²⁺易与木质素单体模型化合物的含氧官能团结合，形成结构稳定、能量较低的复合物，当醛基、酚羟基及甲氧基含氧官能团同时存在的情况下，Ca²⁺、Mg²⁺的最优结合位点为O(酚羟基)–Ca²⁺/Mg²⁺–O(甲氧基)。Ca²⁺和Mg²⁺对木质素单体模型化合物热解生成CO和CO₂的影响基本一致，会促进苯甲醛类和苯乙醛类（除苯乙醛和4-羟基苯乙醛）木质素单体模型化合物发生脱羰反应，促进CO的生成；抑制苯甲酸类和苯乙酸类（除4-羟基-3-甲氧基苯乙酸/Ca²⁺）木质素单体模型化合物发生脱羧反应，抑制CO₂的生成。碱土金属元素Ca、Mg对木质素热解过程的脱羧和脱羰反应存在显著差异，因此，在实际的生物质热解反应体系中，可以通过合理调整Ca/Mg元素的掺杂比例，从而定向调控产出气中CO与CO₂的生成比例。后续研究可进一步探索反应温度对AAEMs催化木质素热解反应生成CO与CO₂的作用机制，阐明Ca/Mg比例、反应温度、含氧官能团对CO与CO₂分布的影响规律。

参考文献

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文献

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排序方式：

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2026年第54卷第2期

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doi: 10.3724/2097-213X.2025.JFCT.0033

接收时间：2025-10-10
首发时间：2026-09-23
出版时间：2026-02-15

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收稿日期：2025-10-10
修回日期：2025-11-12
录用日期：2025-12-01

基金

作者信息

¹常州工学院光电工程学院, 江苏常州 213032

²华北电力大学新能源发电国家工程研究中心, 北京 102206

通讯作者:

Tel: 0519-88510354, E-mail: jiangxy@czust.edu.cn

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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RefWorks
TxT

Type	Substituent	Uncatalyzed /（kJ·mol⁻¹）	Catalyzed /（kJ·mol⁻¹）		Numerical difference /（kJ·mol⁻¹）
Benzaldehyde-type lignin monomers	M₁₁	H	H	H	383.8	345.7	311.3		−38.1	−72.5
M₁₂	OH	H	H	388.7	317.1	280.6		−71.6	−108.1
M₁₃	OH	OCH₃	H	389.2	325.2	315.8		−64.0	−73.4
M₁₄	OH	OCH₃	OCH₃	387.9	324.8	318.1		−63.1	−69.8
Phenylethanal-type lignin monomers	M₂₁	H	H	H	329.9	398.9	365.1		69.0	35.2
M₂₂	OH	H	H	332.2	375.5	371.2		43.3	39.0
M₂₃	OH	OCH₃	H	336.4	290.8	291.2		−45.6	−45.2
M₂₄	OH	OCH₃	OCH₃	328.1	294.6	290.9		−33.5	−37.2

Type

Substituent

Uncatalyzed
/（kJ·mol⁻¹）

Catalyzed
/（kJ·mol⁻¹）

Numerical difference
/（kJ·mol⁻¹）

R₁

R₂

R₃

Ca²⁺

Mg²⁺

Ca²⁺

Mg²⁺

Benzaldehyde-type
lignin monomers

M₁₁

383.8

345.7

311.3

−38.1

−72.5

M₁₂

388.7

317.1

280.6

−71.6

−108.1

M₁₃

OCH₃

389.2

325.2

315.8

−64.0

−73.4

M₁₄

OCH₃

387.9

324.8

318.1

−63.1

−69.8

Phenylethanal-type
lignin monomers

M₂₁

329.9

398.9

365.1

69.0

35.2

M₂₂

332.2

375.5

371.2

43.3

39.0

M₂₃

OCH₃

336.4

290.8

291.2

−45.6

−45.2

M₂₄

OCH₃

328.1

294.6

290.9

−33.5

−37.2

Type	Substituent	Uncatalyzed /（kJ·mol⁻¹）	Catalyzed /（kJ·mol⁻¹）		Numerical difference /（kJ·mol⁻¹）
Benzoic acid-type lignin monomers	M₃₁	H	H	H	299.9	359.7	365.6		59.8	65.7
M₃₂	OH	H	H	290.9	370.3	313.2		79.4	22.3
M₃₃	OH	OCH₃	H	288.6	321.4	314.3		32.8	25.7
M₃₄	OH	OCH₃	OCH₃	287.2	315.9	314.6		28.7	27.4
Phenylacetic acid-type lignin monomers	M₄₁	H	H	H	294.4	356.6	368.2		62.2	73.8
M₄₂	OH	H	H	296.4	356.4	367.8		60.0	71.4
M₄₃	OH	OCH₃	H	297.8	281.7	305.1		−16.1	7.3
M₄₄	OH	OCH₃	OCH₃	295.9	305.5	304.3		9.6	8.4

Type

Substituent

Uncatalyzed
/（kJ·mol⁻¹）

Catalyzed
/（kJ·mol⁻¹）

Numerical difference
/（kJ·mol⁻¹）

R₁

R₂

R₃

Ca²⁺

Mg²⁺

Ca²⁺

Mg²⁺

Benzoic acid-type
lignin monomers

M₃₁

299.9

359.7

365.6

59.8

65.7

M₃₂

290.9

370.3

313.2

79.4

22.3

M₃₃

OCH₃

288.6

321.4

314.3

32.8

25.7

M₃₄

OCH₃

287.2

315.9

314.6

28.7

27.4

Phenylacetic acid-type
lignin monomers

M₄₁

294.4

356.6

368.2

62.2

73.8

M₄₂

296.4

356.4

367.8

60.0

71.4

M₄₃

OCH₃

297.8

281.7

305.1

−16.1

7.3

M₄₄

OCH₃

295.9

305.5

304.3

9.6

8.4