Synergy in magnetic Ni Co1O oxides enables base-free selective oxidation of 5-hydroxymethylfurfural on loaded Au nanoparticles

双金属片 纳米颗粒 非阻塞I/O 氧气 吸附 材料科学 产量(工程) 金属 化学 纳米技术 化学工程 无机化学 催化作用 有机化学 冶金 工程类
作者
Hao Zhang,Yinghao Wang,Qizhao Zhang,Bang Gu,Qinghu Tang,Qiue Cao,Kun Wei,Wenhao Fang
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:78: 526-536 被引量:57
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.11.057
摘要

The base-free aerobic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) in water is recognized as an important and sustainable upgrading process for cellulosic carbohydrates. However, selectivity control still remains a challenge. Here, we disclose that the unique synergy in magnetic NixCo1Oy (x = 1, 3 and 5) bimetallic oxides can induce reactive oxygen defects and simultaneously stabilize small-sized metallic Au nanoparticles in the Au/NixCo1Oy catalysts. Such catalytic features render effective adsorption and activation of O2, OH and CO groups, realizing selective oxidation of HMF to FDCA. On a series of magnetic Au/NixCo1Oy catalysts with almost identical Au loadings (ca. 0.5 wt%) and particle sizes (ca. 2.7 nm), the variable Ni/Co molar ratios give rise to the tunable electron density of Au sites and synergistic effect between NiO and CoOy. The initial conversion rates of HMF and its derived intermediates (i.e., DFF, HMFCA and FFCA) show a volcano-like dependence on the number of oxygen defects (i.e., O2− and O−) and electron-rich Au0 sites. The optimum Au/Ni3Co1Oy catalyst exhibits a highest productivity of FDCA (12.5 mmolFDCA molAu-1 h−1) among all the Au catalysts in the literature and achieves > 99% yield of FDCA at 120 °C and 10 bar of O2. In addition, this catalyst can be easily recovered by a magnet and show superior stability and reusability during six consecutive cycling tests. This work may shed a light on Au catalysis for the base-free oxidation of biomass compounds by smartly using the synergy in bimetallic oxide carriers.
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
Joanne___完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
危机的囧完成签到,获得积分10
1秒前
田様应助julien采纳,获得10
1秒前
刘六六发布了新的文献求助10
2秒前
aajhajkahna应助FINE采纳,获得10
2秒前
H丶化羽完成签到 ,获得积分10
2秒前
英俊的铭应助FINE采纳,获得10
2秒前
2秒前
星星完成签到 ,获得积分10
3秒前
quanjiazhi发布了新的文献求助10
3秒前
研友小福应助YizhongHuang采纳,获得10
3秒前
jinmai完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
zjuroc完成签到,获得积分10
4秒前
JX完成签到,获得积分20
4秒前
夏日萘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
领导范儿应助王尔多隆采纳,获得10
4秒前
gonna完成签到,获得积分10
5秒前
ano发布了新的文献求助10
5秒前
烟花应助栗子采纳,获得10
5秒前
DW应助zhang采纳,获得10
6秒前
6秒前
wzx发布了新的文献求助10
6秒前
异乡人发布了新的文献求助30
6秒前
不安子默发布了新的文献求助10
7秒前
great7701完成签到,获得积分10
7秒前
排骨炖豆角完成签到,获得积分10
7秒前
科目三应助甘楽采纳,获得10
7秒前
智障猫发布了新的文献求助10
8秒前
雨安完成签到,获得积分10
8秒前
Lucas应助溪溪澳澳采纳,获得10
9秒前
宁霸完成签到,获得积分0
9秒前
10秒前
coffee发布了新的文献求助10
10秒前
娇气的芷巧完成签到 ,获得积分10
11秒前
yyyyyyy发布了新的文献求助10
11秒前
11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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7779003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9319252
关于积分的说明 20370178
捐赠科研通 7366324
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319323
关于科研通互助平台的介绍 2467348
邀请新用户注册赠送积分活动 2334821