李剑锋等AM：反应物和羟基共吸附增强HMF电氧化
学术
2025-02-01 18:10
山东
生物质衍生物5-羟甲基糠醛HMF(5-hydroxymethylfurfural)的电化学氧化反应为制备可持续性聚合物单体化合物2,5-呋喃二甲酸FDCA（2,5-furandicarboxylic acid）提供了一种环境友好的路线。因此在仔细设计的催化剂表面精确的调节关键反应物种，比如HMF和OHads是达到令人满意的HMF氧化制备FDCA催化活性的关键，这是因为这个反应与吸附强度和反应物分子的结构密切相关。通过这种调节能够促进HMF催化氧化反应的性能。有鉴于此，厦门大学李剑锋教授、李军教授、杨述良教授、郑世胜助理教授等报道构筑Pt纳米粒子修饰的CuO纳米线作为催化剂，记作Pt/CuO@CF，在碱性条件下实现选择性电化学氧化HMF制备FDCA。要点1. 设计的Pt/CuO@CF在较宽的HMF浓度下（包括常用的浓度以及未曾研究的更高浓度，10, 25, 50, 75, 100 mM）具有令人印象深刻的催化活性，以及优异的长期稳定性（15个循环）。要点2. 原位实验表征验证了这种设计的Pt和CuO的异质结界面增强HMF和OHads在催化剂表面富集，理论计算结果表明Pt纳米粒子能够降低HMF和OHads的吸附能垒，因此促进选择性氧化HMF制备FDCA。
Jiaran Li, Rongxing Qiu, Siwang Zhang, Li Peng, Yangyang Dong, Yuan Jiang, Yin Li, Nan Fang, Jia Yu, Jin-Chao Dong, Haohui Zheng, Lingzhi Ding, Jinlong Wan, Isil Akpinar, Junhua Kuang, Gaofeng Chen, Jinyu Ye, Yong Sun, Lu Lin, Shisheng Zheng, Shuliang Yang, Jun Li, Jian-Feng Li, Synergistically Enhanced Co-Adsorption of Reactant and Hydroxyl on Platinum-Modified Copper Oxide for High-Performance HMF Oxidation, Adv. Mater. 2025DOI: 10.1002/adma.202417684https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417684
