Single‐Atom Barium‐Mediated Hydrogen‐Bonding Interaction via Mortise‐and‐Tenon Interlock for Rechargeable Biomass Electrooxidation in Pure Water

化学 解耦(概率) 阳极 碱金属 氢氧化物 氢氧化钠 化学工程 无机化学 电解水 电化学 脱质子化 硫酸盐 剥离(纤维) 基质(水族馆) 分离器(采油) 催化作用 膜 甲烷氧化偶联 发电 生物量(生态学)
作者
Keping. Wang,Mei Wu,Song Yang,Dingsheng S. Wang,Hu Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (22): e9910443-e9910443 被引量:2
标识
DOI:10.1002/anie.9910443
摘要

ABSTRACT Electrooxidative upgradation of biomass‐derived molecules like 5‐hydroxymethylfurfural (HMF) offers a carbon‐neutral blueprint to produce valuable chemicals, with conversion efficiency highly relying on the strong base and costly membrane use. Herein, we anchor single‐atom Ba into nickel‐oxyhydroxide as the mortise of sulfate (tenon) to construct a rechargeable anode S‐Ba 1 Ni 1‐ x OOH for decoupling HMF electrooxidation, enabling quantitative 2,5‐furandicarboxylic acid (FDCA) production without alkali, potential, and membrane. This decoupling system involves i) active Ni 3+ −O (re)generation via charging and ii) extraction of H atoms of HMF with Ni 3+ −O to undergo deprotonation into FDCA (∼100% conversion and selectivity) in pure water without electricity (discharging). Hydrogen‐bonding interaction between surficial sulfate and hydroxide of HMF can accelerate the substrate migration toward solid–liquid interface with enhanced conversion. Theoretical calculations expound that hydrogen‐bonding interaction decreases the hybridization degree between O‐2p and H‐1s orbitals in O─H bond of HMF to heighten its H removability, thereby fostering complete HMF oxidation into FDCA. Various biomass derivatives are also amenable to this decoupling system, affording >96.3% yields for acids. Techno‐economic analysis illustrates that replacing strong alkali with pure water can reduce the production cost of FDCA by 50.5%, underlining the wide prospect of this decoupling strategy and endowing an attractive route for biomass valorization.
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
jscshoping完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
无极微光的应助被jiushi采纳,获得20
1秒前
1秒前
bkagyin的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
雨香完成签到,获得积分10
2秒前
我是老大的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
柑橘完成签到,获得积分10
2秒前
无花果的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
鲤鱼玉兰的应助被科研通管家采纳,获得20
2秒前
2秒前
小胖子完成签到 ,获得积分10
2秒前
PIUPIU1003的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
寂寞的小鱼的应助被夏木采纳,获得10
2秒前
麦斯威尔完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Jasper的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
共享精神的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
幽默的煎饼完成签到,获得积分10
3秒前
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
风荷完成签到 ,获得积分10
3秒前
CipherSage的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
挚友完成签到,获得积分10
3秒前
乐乐的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
Exponent_dp完成签到,获得积分10
3秒前
科目三的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
十一完成签到,获得积分10
4秒前
星辰大海的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
zsj完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
研友_VZG7GZ的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
英俊的铭的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
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 8142768
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542363
关于积分的说明 21650439
捐赠科研通 7727757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421718
关于科研通互助平台的介绍 2547151
邀请新用户注册赠送积分活动 2464472