高缺陷α-MnO₂纳米棒

常压高效氧化HMF

通过水热调控相变与缺陷，增强对C─O键吸附及超氧自由基生成，实现生物质平台分子HMF在常压氧下的高效氧化。

Liu, Beibei · Haolan, Liu · Sun, Shuzhuang · Ma, Zixu · 张跃兴 · 聂仁峰 · 傅杰

Advanced Functional Materials 2025

具体参数

FDCA 产率

{'zh': '96.7', 'en': '96.7'} %

初始生产率

{'zh': '365.5', 'en': '365.5'} µmol_FDCA g_cat⁻¹ h⁻¹

技术优势

常压即可高效

在常压氧压下即可获得 96.7% FDCA 产率，无需高压氧设备，简化了反应条件并降低安全风险。

产率提1.5倍

与 β-MnO₂-R 相比，α-MnO₂-R 的 FDCA 产率提高 1.5 倍，初始生产率提高 2.7 倍，源于高缺陷引起的更强 C─O 键吸附和更快的超氧自由基生成。

缺陷增强吸附

水热温度升高使 Mn─O 配位数降低，增强对 C─O 键的吸附能力，促进反应物活化与氧化转化。

可循环且普适

α-MnO₂-R 具有良好循环使用性能，并对多种芳香醛/醇表现出底物普适性，适用于不同生物质衍生分子的氧化。

应用场景

• 生物质催化氧化：将 HMF 高效转化为 FDCA，替代贵金属路线。
• 氧化物催化剂：缺陷工程调控 MnO₂ 配位，提升催化氧化活性。
• 平台化学品合成：由可再生资源合成平台分子 FDCA，用于绿色聚合物。
• 氧化反应：常压氧活化生成超氧自由基，促进 C─O 键氧化。