5-羟甲基呋喃甲醛氧化反应（HMFOR）被认为是获得生物质衍生高价值化工产品的一条很有前途的途径。由于HMFOR反应过程复杂，且通常涉及5-羟甲基呋喃甲醛（HMF）中醛和羟基的两步氧化反应，因此了解HMFOR的不同催化过程具有重要意义。

近日，湖南大学邹雨芹，南京师范大学李亚飞教授，Chung-Li Dong研究了Co₃O₄催化剂上的HMF直接氧化和间接氧化。

文章要点

1）结果表明，在Co₃₊氧化成Co⁴⁺的过程中，HMFOR的直接氧化区超出了Co³⁺的氧化电位（1.3-1.42 V_RHE），而协同氧化区则包含在Co³⁺氧化过程中，这意味着HMFOR的直接氧化活性高度依赖于催化剂上的羟基和醛的活性。

2）电化学信号和产物分布的表征结合DFT计算表明，Co₃O₄催化剂的醛活性高于羟基，NiO的羟基活性高于醛。

3）通过在Co₃O₄的四面体中心引入Ni，组成为Ni_0.5Co_2.5O₄时，获得了最佳的HMFOR性能，得到了高达92.4%的FDCA产率和90.3%的法拉第效率。

这些发现有望为设计有效的催化剂以提高HMFOR的性能提供了依据。

参考文献

Yuxuan Lu, et al, Integrated Catalytic Sites for Highly Efficient Electrochemical Oxidation of the Aldehyde and Hydroxyl Groups in 5‑Hydroxymethylfurfural, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00174

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00174