天科大司传领、王冠华等 ACS Catal.：具有增强Co负载量的木质素衍生Co单原子催化剂在温和条件下定向转化HMF为FDCA

本文介绍了天津科技大学司传领、王冠华等团队开发的一种新型木质素衍生Co单原子催化剂（Co−N/F1），该催化剂在温和条件下（65°C，3bar O2）实现了5-羟甲基糠醛（HMF）向2,5-呋喃二羧酸（FDCA）的高选择性转化，转化率和收率分别达到100%和99.20%。通过分级木质素衍生碳制备的Co−N/F1催化剂具有Co−N4的结构特征，显著提升了催化效率，并避免了高温下HMF有色副产物的生成。DFT计算表明，Co−N/F1中的Co−N4位点促进了HMF及其醛基中间体上α-C位置的脱氢，增强了催化活性。此外，Co−N/F1具有良好的可重复使用性，为生物质平台化学品的氧化转化提供了新策略。