电子富集Ru纳米团簇催化剂

无碱高选择性氧化HMF

Ru纳米团簇与Fe单原子间强电子金属-载体相互作用构建电子富集Ru位点，打破FDCA产率与生产率制约，实现高效无碱氧化。

刘淮 · Junfan, Zhang · Xinghao, Li · 张蕊 · Jia, Wenlong · 张俊华 · 孙勇 · 彭林才

Applied Catalysis B: Environmental 2025

具体参数

FDCA产率

98.6 %

FDCA生产率

11.7 molFDCA·molRu⁻¹·h⁻¹

技术优势

高产率高生产率兼得

强电子金属-载体相互作用构建的电子富集Ru位点，打破了无碱条件下FDCA收率与生产率的跷跷板效应。

促进O₂活化为超氧自由基

电子富集Ru位点增强催化剂给电子能力，有利于O₂活化生成丰富的超氧自由基，推动氧化反应进行。

降低HMF脱氢能垒

强EMSI促进HMF的吸附与活化，降低脱氢步骤能垒，从而加快HMF氧化进程。

应用场景

• 生物质转化：将生物质平台分子HMF高效转化为高附加值FDCA，用于生物基塑料单体。
• 单原子催化剂：利用Fe单原子载体调控Ru团簇电子结构，制备高性能多相催化剂。
• 电催化氧化：通过电子效应活化O₂生成活性氧物种，推动催化氧化反应。
• 绿色合成：无碱条件下实现HMF氧化，避免碱的使用，过程更绿色。