Near-infrared plasmonic activation of molecular oxygen for selective oxidation of biomass derivatives

双金属片 催化作用 选择性 化学 等离子体子 纳米颗粒 生物量(生态学) 光催化 密度泛函理论 分子氧 化学转化 反应性(心理学) 化学工程 光化学 氧气 材料科学 纳米技术 分子 光热治疗 原材料 锡 多相催化 等离子纳米粒子 反应机理 无机化学 降级(电信) 氧化还原 化学反应
作者
Manpreet Kaur,Sourav Rej,Jan Navrátil,Eva Yazmin Santiago,Michal Otyepka,Stefano Livraghi,Lorenzo Mino,Štěpán Kment,Zhikang Xu,Haibo Zhu,Paolo Fornasiero,Alexander O. Govorov,Piotr Błoński,Alberto Naldoni
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:8 (12): 1370-1381 被引量:14
标识
DOI:10.1038/s41929-025-01454-y
摘要

Abstract Upgrading biomass feedstock into higher-value chemicals is central to improve the sustainability of the chemical industry and to reduce its dependence on fossil raw materials. Heterogeneous photocatalysts are promising for the oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA), a biomass-derived molecular platform for biopolymers, but their FDCA selectivity is negligible without the aid of a base. Here we present a plasmonic photocatalyst integrating TiN nanocubes and bimetallic RuPt nanoparticles that in base-free conditions exhibits complete HMF conversion and selective FDCA formation due to an unconventional mechanism of molecular oxygen activation. This unique reactivity is enhanced by both photothermal heating and hot electrons, whose contribution is confirmed by kinetic isotopic effect experiments. Density functional theory calculations support a scenario in which the activated nanoparticle–oxygen complex facilitates the rate-determining step and enables an improved FDCA selectivity. Our results demonstrate the potential of plasmonic photocatalysts in the catalytic transformation of biomass.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
Cmqq发布了新的文献求助10
1秒前
杨FZ完成签到,获得积分10
1秒前
lululu关注了科研通微信公众号
1秒前
陈帅发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
LYK完成签到,获得积分20
2秒前
小巧风华完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
田様的应助被山下湖采纳,获得10
2秒前
隐形曼青的应助被yoshlpzxr采纳,获得10
3秒前
优秀的冬衣的应助被雪泪寒采纳,获得10
3秒前
3秒前
hhh发布了新的文献求助10
3秒前
liuteng发布了新的文献求助10
3秒前
小蘑菇的应助被天才小榴莲采纳,获得10
4秒前
DONGLK完成签到,获得积分10
4秒前
CipherSage的应助被丰盛的煎饼采纳,获得10
5秒前
5秒前
赘婿的应助被qiyangZhang采纳,获得10
5秒前
6秒前
好困芽发布了新的文献求助10
6秒前
fmk完成签到,获得积分10
6秒前
Singularity的应助被若什么至采纳,获得10
6秒前
小刀008发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
小乌龟发布了新的文献求助10
7秒前
畔畔发布了新的文献求助50
7秒前
11完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
8秒前
加里完成签到 ,获得积分10
8秒前
香蕉觅云的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
情怀的应助被科研通管家采纳,获得20
8秒前
FashionBoy的应助被qiu采纳,获得10
9秒前
bkagyin的应助被科研通管家采纳,获得30
9秒前
所所的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Narrative Disclosure and Earnings Performance: Evidence from R&D Disclosures 1050
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Positive Psychology 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8007444
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9457751
关于积分的说明 21167994
捐赠科研通 7579935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3382704
关于科研通互助平台的介绍 2515195
邀请新用户注册赠送积分活动 2417495