通过高效的纳米反应器将关键的平台化合物5-羟甲基糠醛（HMF）催化氧化成具有高附加值的化学品2,5-呋喃二甲酸（FDCA）在生物质转化领域中至关重要。

近日，江苏大学张云雷副研究员报道了通过沉淀聚合，碳化，SiO₂球的去除和溶胶固化等步骤，成功合成了一种分级多孔碗状掺氮碳载AuPd双金属（AuPd/pBN_xC）纳米反应器。

文章要点

1）通过改变氮掺杂量并去除模板，研究人员制备了具有分级多孔结构和可调节碱度的AuPd/pBN_xC纳米反应器。

2）N_xC载体的碱性位点为金属提供了可锚定的位点，并且对HMF及其中间体具有一定的吸附亲和力。理论计算和吸附实验结果表明，氮掺杂显著提高了HMF分子与纳米反应器的结合力。

3）实验结果显示，AuPd/pBN_xC纳米反应器可在水溶液中将HMF串联氧化为FDCA，在最佳反应条件下，FDCA的最高收率达到了97.6％。研究人员通过动力学计算研究了其反应过程，并证实了5-甲酰基-2-呋喃甲酸（FFCA）氧化成FDCA是其速率决定步骤。可重复实验结果表明，AuPd/pBN_xC纳米反应器可以循环使用至少5次，而催化活性没有明显降低。

参考文献

W. Guan, Y. Zhang, Y. Chen, J. Wu, Y. Cao, Y. Wei, P. Huo, Hierarchical Porous Bowl-like Nitrogen-doped Carbon Supported Bimetallic AuPd Nanoparticles as Nanoreactors for High Efficient Catalytic Oxidation of HMF to FDCA, Journal of Catalysis (2021)

DOI：10.1016/j.jcat.2021.02.012

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.02.012