Insight into the mechanism of 5-hydroxymethylfurfural electroreduction to 2,5-bis(hydroxymethyl)furan over Cu anchored N-doped carbon nanosheets

呋喃 羟甲基 5-羟甲基糠醛 碳纤维 兴奋剂 机制(生物学) 化学 化学工程 材料科学 纳米技术 有机化学 催化作用 复合数 物理 复合材料 光电子学 工程类 量子力学
作者
Haoran Wu,Xinwei Chen,Haishan Xu,Runlu Yang,Xin Wang,Junying Chen,Zhenbing Xie,Liang Wu,Yiyong Mai
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:17 (9): 7991-7999 被引量:19
标识
DOI:10.1007/s12274-024-6816-x
摘要

Design of non-noble metal electrocatalysts for biomass conversion to high-value chemicals and understanding the related catalytic mechanisms are of profound significance but have remained a major challenge. Here, we developed a novel biomass-derived electrocatalyst (denoted as Cu/NC), featuring with electron-deficient copper nanoparticles anchored on N-doped carbon nanosheets, for the electrochemical reduction of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5-bis(hydroxymethyl)furan (BHMF, a vital precursor of functional polymers). The optimized Cu/NC electrocatalyst exhibited an excellent performance with high Faradaic efficiency (89.5%) and selectivity (90.8%) of BHMF at a low concentration of HMF (18.1 mM). Even at a very high HMF concentration (108.6 mM), the Faraday efficiency and selectivity of BHMF could still reach 74.8% and 81.1%, respectively. This performance approached those of the reported noble metal-based electrocatalysts. Mechanism study revealed that the N doping in the Cu/NC catalyst could regulate the electronic structure of Cu, strengthening the adsorption of the HMF carbonyl group, and thus boosting the selectivity of BHMF. Additionally, strong electronic metal-support interactions of Cu and the N-doped carbon support optimized the charge transfer rate, thus promoting the dissociation of water to the active hydrogen (H*) species and boosting the reaction kinetic rate of H* and HMF.
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
乌鲁鲁发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
偷菜帅哥发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
as发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
完美世界应助123采纳,获得10
1秒前
1秒前
欢呼妙菱发布了新的文献求助10
2秒前
Sue完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
萧骞应助HJ采纳,获得10
4秒前
4秒前
无花果应助leiiiiiiii采纳,获得10
4秒前
765254958发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
phy发布了新的文献求助10
5秒前
搜集达人应助呼呼呼采纳,获得10
5秒前
张文杰发布了新的文献求助10
6秒前
NexusExplorer应助山山而川采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
Momo01应助云霓采纳,获得10
6秒前
小透明应助12587采纳,获得50
8秒前
Cohenyun完成签到,获得积分10
8秒前
淡定乐荷完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
烟花应助C66采纳,获得10
9秒前
yjh123应助haha采纳,获得30
9秒前
多情一手完成签到,获得积分10
9秒前
爆米花应助随风飘去25采纳,获得10
9秒前
尧肙发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
拼搏灵安完成签到 ,获得积分10
10秒前
李健应助大方的板栗采纳,获得10
10秒前
11秒前
虚幻的安白完成签到,获得积分10
11秒前
Kao应助传奇猎人采纳,获得10
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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7396015
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9002078
关于积分的说明 19160759
捐赠科研通 7031600
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3229955
关于科研通互助平台的介绍 2392427
邀请新用户注册赠送积分活动 2211611