5-羟甲基糠醛（HMF）的电氧化为从生物质中获得高价值化学品提供了一条有前途的绿色途径。 HMF 电氧化反应 (HMFOR) 是一个复杂的过程，涉及有机分子和 OH− 在电极表面的联合吸附和偶联。深入了解这些吸附位点和电催化剂上的反应过程至关重要。

有鉴于此，湖南大学王双印教授、邹雨芹副教授等人，初步阐明了HMF和OH^-的吸附行为以及氧空位在Co₃O₄上的作用。

本文要点

1）选择Co₃O₄和 Vo- Co₃O₄作为催化剂来研究氧空位在 HMFOR 过程中的作用。 通过operando XAS和准operando XPS表征了Vo的结构演化。

2）通过调节吸附位点，设计的 Vo-Co₃O₄对 HMFOR 显示出优异的活性，在 1 M KOH 和 1 M PBS 溶液中，在 10 mA cm^-2 下的电位为 90 mV 和 120 mV。

3）相应地，OH^-与HMF在金属位点上的竞争吸附不同，OH^-可以先填补氧空位(Vo)，通过晶格氧氧化反应过程与有机分子耦合，从而加快了5-羟甲基-2-呋喃羧酸(HMFCA)中间体脱氢反应的速度决定步骤。

总之，该工作深入了解氧空位的催化机制，这有利于设计一种新型电催化剂来调节多分子的组合吸附行为。

参考文献：

Yuxuan Lu et al. Tailoring competitive adsorption sites by oxygen-vacancy on cobalt oxides to enhance the electrooxidation of biomass. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202107185

https://doi.org/10.1002/adma.202107185