论文标题：Avocado Seed Waste as a Green Catalyst for the Sustainable Oxidation of Limonene with Molecular Oxygen

论文链接：https://doi.org/10.3390/su17093923

期刊名：Sustainability

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/sustainability

牛油果因富含多种营养成分，如微量和常量元素、必需的不饱和脂肪酸以及身体正常功能所必需的维生素，近年来消费量显著增加。为了探索这种生物废弃物的各种利用方法，来自波兰西波美拉尼亚理工大学的Agnieszka Wróblewska教授及其团队研究磨碎的牛油果种子的催化特性。研究结果表明，牛油果种子废弃物是一种有效的绿色催化剂，为废弃物的高值化利用和可持续化学合成提供了新途径。本研究提出了一种高效的废物增值技术，契合可持续发展与循环经济的理念，有望成为未来生产柠檬烯增值含氧化合物的“绿色技术”。

牛油果种子粉碎过程的步骤示意图。最后一步是获得粉末形式的催化材料。

研究过程与结果

本文聚焦于利用废弃牛油果种子作为绿色催化剂，催化柠檬烯的氧化反应，以实现可持续的化学转化过程。在全球环境挑战日益严峻的当下，气候变化与环境污染等问题促使人们寻求更为环保的化学合成方法。牛油果种子作为一种农业废弃物，具有丰富的天然资源，其开发利用不仅能减少废弃物排放，还能提供一种可持续的催化材料。

作者将牛油果种子在自然条件下风干后，通过研磨成粉，直接用作催化剂。实验中，将柠檬烯与牛油果种子粉末混合，在常压下进行氧化反应。反应过程中，通过气相色谱法（GC）和质谱法（MS）对产物进行分析，以确定反应产物的种类和含量。同时，通过改变反应温度、催化剂用量和反应时间等条件，研究了这些因素对柠檬烯氧化反应的影响。

实验结果显示，牛油果种子粉末在柠檬烯氧化反应中表现出良好的催化活性。在最佳反应条件下（温度90°C，催化剂用量2 wt%，反应时间5小时），柠檬烯的转化率达到36%，主要产物为1,2-环氧柠檬烯、柠檬烯醇和柠檬烯醛。这些产物在香料、化妆品和医药领域具有广泛的应用前景。此外，实验还发现，牛油果种子粉末中的天然化合物，如多酚和类黄酮，可能在催化过程中起到了关键作用，这些化合物具有抗氧化和自由基清除能力，有助于提高反应的选择性和产率。

本研究表明，牛油果种子粉末作为一种绿色催化剂，在柠檬烯的氧化反应中展现出广阔的应用前景。这种以农业废弃物作为催化材料的方法，不仅减少了废弃物的排放，还提供了一种可持续的化学合成途径。未来的研究将深入探索牛油果种子粉末的催化机制，并尝试将其应用于其他有机化合物的氧化反应中，以推动绿色化学和可持续化学合成的发展。

利用气相色谱法鉴定反应后混合物中的主要产物。

研究总结

本文研究了牛油果种子废弃物作为绿色催化剂在柠檬烯氧化反应中的应用。 作者将牛油果种子风干后研磨成粉，直接用作催化剂，对柠檬烯进行氧化反应。实验的主要产物为环氧柠檬烯、柠檬烯醇和柠檬烯醛。这些产物在香料、化妆品和医药领域具有广泛的应用前景。研究还通过EDX、XRD、FT-IR和SEM等分析手段对牛油果种子粉末催化剂进行了表征，发现其含有淀粉和钾等成分，这些成分在催化过程中可能起到关键作用。此外，研究提出了可能的催化机制，认为钾离子在淀粉结构中形成了酸性中心，促进了柠檬烯的氧化反应。本研究表明，牛油果种子粉末作为一种绿色催化剂，在柠檬烯的氧化反应中具有良好的应用前景，为废弃生物质的高值化利用和可持续化学合成提供了新思路。

Sustainability 期刊介绍

主编：Marc A. Rosen, University of Ontario Institute of Technology, Canada

期刊涉及人类的环境、文化、经济和社会可持续性，为有关可持续性和可持续发展的研究提供了一个高级论坛。目前期刊已被SCIE，SSCI (Web of Science) 和Scopus等数据库收录。