作为世界上最大的可再生芳香族原料，木质素具有巨大的增值潜力。然而，由于木质素结构不规则且复杂，其在全球的利用率仍然很低，95%的木质素在生物炼制过程中被丢弃或燃烧[1,2]。这不仅对环境造成污染和危害，也是严重的资源浪费。根据结构单元，木质素主要由醚键（如α-O-4、β-O-4）和碳-碳键（如β-1、β-β等）组成[3]。针对这些特定的结构特性，采用了一些增值技术来断裂相应的键，从而逐步实现聚合物的解聚。木质素的醚键可以在还原氢化或氢解反应中被选择性断裂，最近的研究表明，醚键断裂的条件变得越来越温和和可控[[4],[5],[6]]。相应地，在氧化反应中更倾向于断裂木质素的C-C键，因为这种趋势更符合反应热力学。
C-C键的断裂研究还不够充分，尤其是对于β-1结构。不同类型原料中β-1型单体的含量也有所不同。例如，对软木Cryptomeria japonica和硬木Eucalyptus globulus进行的二维异核单量子相关核磁共振（2D-HSQC-NMR）研究表明，前者中β-1的含量高达30%，后者中高达50%[7]。然而，木质素中β-1的含量通常较低，约为7%[8]。尽管β-1的含量不如β-O-4高，但由于其在合成过程中会产生高活性的二酮结构，因此在木质素的反应性中起着重要作用[8,9]。此外，在氧化交联反应中，软木和硬木木质素中的β-O-4也会转化为β-1[10],[11],[12]，因此研究β-1的C-C键断裂至关重要。C-C键的解离能通常高于醚键（约80-120 kcal mol?1 vs 约60 kcal mol?1[13],[14],[15]。以β-O-4酮和二苯乙酮[16]为例，表1显示Cα-Cβ键的解离能明显高于Cβ-O键，表明在木质素增值过程中断裂C-C键更具挑战性。
对于典型的β-O-4模型化合物的光催化分解，无论催化剂的颗粒大小（纳米颗粒或量子点[17,18]）或半导体的类型或结构（单半导体、异质结/掺杂半导体或半导体-配体系统[17],[19],[20],[21],[22]），β-O-4都需经历氧化-还原反应。催化剂被光激发产生空穴-电子对，空穴具有强氧化性，而电子具有还原性。目前优选的转化途径是首先由光生空穴氧化β-O-4的Cα-H，在Cα位点生成碳中心自由基，然后光生电子攻击C-O键以断裂醚键[23]。早期的研究甚至需要两步反应：先将β-O-4醇氧化为β-O-4酮，再通过还原性断裂实现β-O-4的断裂[24]。这些结果揭示了两个突出问题：（1）光催化难以有效分离氧化活性物种和还原活性物种；（2）醚键的存在使得C-C键的氧化解离更加困难。
光电化学（PEC）转化通过导线高效分离激发半导体产生的空穴和电子，系统所需的大部分能量来自太阳能，因此比电催化系统的偏压更低。因此，PEC是一种更具方向性和能源效率的增值方法[25]。然而，由于木质素及其衍生物的溶解性限制（在水中或酸性条件下不溶，且溶解的木质素溶液不透明，阻碍了光线到达光催化剂[[26],[27],[28]]，关于木质素PEC氧化分解的相关研究仍然很少。CdS是一种有吸引力的半导体材料，因为它对可见光的响应良好，且能带边缘位置适宜[29]。在光催化中，CdS通常以量子点或纳米点的形式使用[17,21,30,31]，但在PEC转化过程中研究较少，因为制备CdS作为光电极时存在致命缺陷，即光腐蚀[[32],[33],[34]]。目前，通过缺陷调控、异质结构构建、共催化剂系统和相位调控等技术可以有效提高CdS光电极的稳定性[[35],[36],[37],[38]]。因此，CdS光电极仍具有很高的研究价值。另一方面，CdS的光解性质有助于捕获转化过程中的中间体。在研究基于硫属半导体的木质素PEC转化时，了解光电极的制备条件和基底的转化机制非常重要，这将有助于后续转化效果的提升和基底范围的扩展。
在本研究中，采用了一种相位调控技术来筛选合适的CdS光电极，并通过将溶解的配体巯基丙酸（MPA）与CdS结合（表示为CdS-MPA），以及光电极与基底之间的相互作用，提高了系统的电荷转移效率。光生电子从阳极通过导线迁移到阴极，使基底仅由空穴氧化，最终实现了无需支持电解质的CdS-配体体系。选择苯偶姻（BENZ）作为β-1型结构的模型化合物，详细探讨了基底转化的关键部位和机理。本研究实现了基底向苯甲醛的高选择性转化，并对类似的β-1型单体进行了尝试，深入理解了C-C键断裂的转化过程，延长了PEC的应用时间，并为开发更稳定的光电极提供了依据。
