农业农村部环保所郭海心&南开大学漆新华等联合ACS Catalysis:基于自组装双金属磷酸盐纳米隧道的可控质子传输

本文针对生物质电精炼中5-羟甲基糠醛（HMF）氧化反应质子传输难、动力学迟缓的问题，开发了植酸导向自组装策略，构建了碳限域Cu/Ni/P双金属磷酸盐纳米隧道电催化剂。该催化剂通过Grotthuss型质子跳跃机制建立高效质子通道，解耦了电位依赖吸附与质子耦合电子转移过程，在1.47 V vs. RHE下实现了HMF近定量转化为2,5-呋喃二甲酸（FDCA），并在高底物浓度下达到工业级电流密度。研究通过多尺度表征和理论计算，阐明了质子传输调控机制，为生物质高值化电催化剂设计提供了新原则。