电化学有机氧化反应(OOR)被认为是涉及CO₂还原（CO₂RR）或析氢反应（HER）的电合成器中阳极析氧反应（OER）的有前途的替代反应。CO2还原和OOR耦合联产电池的技术经济分析表明，高价值生物质衍生化学品如2,5-呋喃二甲酸（FDCA）和2-呋喃甲酸（FCA）的阳极生产对于实现经济可行的电化学CO₂转化至关重要。

近日，韩国高丽大学Byoung Koun Min，Dong Ki Lee分析了NiOOH和Cu(OH)₂对呋喃环上醇和醛电化学氧化的不同反应活性，并利用它们的协同特性来提高5-羟甲基呋喃甲醛（HMF）转化为2,5-呋喃二酸（FDCA）的性能。

文章要点

1）研究发现，对于醛的氧化制羧酸，Cu(OH)₂具有比NiOOH更高的反应活性，而对于醇的氧化制醛，NiOOH表现出了优异的反应活性。与单独的NiOOH和Cu(OH)₂电极相比，NiOOH−Cu(OH)₂混合电极具有更高的催化活性和更快的转化率。

2）HMF的醇氧化是由NiOOH引发的，在NiOOH/Cu(OH)₂界面上，Cu(OH)₂迅速将剩余的醛转化为羧酸。通过制备由纳米孔和纳米树枝晶骨架组成的纳米泡沫结构，进一步提高了NiOOH/Cu(OH)₂的HMF氧化动力学，显示出瞬时转化为FDCA的能力，而不会产生未反应的中间产物。

这项研究能够为理解NiOOH和Cu(OH)₂电催化剂在乙醇和乙醛氧化过程中的各种电化学反应提供有力的基础。

参考文献

Jongin Woo, et al, Collaborative Electrochemical Oxidation of the Alcohol and Aldehyde Groups of 5‑Hydroxymethylfurfural by NiOOH and Cu(OH)₂ for Superior 2,5-Furandicarboxylic Acid Production, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.1c05341

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05341