Activating Lattice Oxygen in Amorphous MnO2 Nanostructure for Efficiently Selective Aerobic Oxidation of 5-Hydroxymethylfurfural to 2,5-Furandicarboxylic Acid

无定形固体 纳米结构 催化作用 化学 氧气 化学工程 选择性 氧化还原 纳米技术 无机化学 材料科学 有机化学 工程类
作者
Yonglin Wen,Yiming Zhang,Lairan He,Hu Li,Zanyong Zhuang,Yan Yu
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (8): 11559-11566 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acsanm.2c02478
摘要

Aerobic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) offers an appealing way to transform the biomass feedstock into chemical commodities but suffers from low efficiency and selectivity due to the formation of 5-formyl-2-furancarboxylic acid (FFCA) byproduct. Herein, we demonstrated that an amorphous MnO2 (amor-MnO2) nanostructure having a disordered lattice structure can carry OL of high reactivity for catalyzing the aerobic oxidation of HMF to prepare FDCA efficiently and selectively. The FDCA formation rate of amor-MnO2 reaches up to 1307 μmolFDCA gcat–1 h–1, about 8.2 times that of crystalline MnO2 (cry-MnO2) (160 μmolFDCA gcat–1 h–1) and surpassing many other state-of-the-art Mn-based catalysts. Kinetic studies reveal that the amor-MnO2 nanostructure can efficiently convert the low-concentration FFCA intermediate into FDCA, which helps tackle the rate-determining step in the HMF → FFCA → FDCA oxidation process. Density functional theory calculations and experimental measurements demonstrate that amor-MnO2 delivers superior lattice oxygen (OL) activity and stronger O2 adsorption capability when compared with the crystalline counterpart. The findings showcase the use of amorphous materials as advanced catalysts for achieving sustainable chemistry industry.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Owen应助dangdang采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
辰小七发布了新的文献求助10
6秒前
CC_200209发布了新的文献求助30
6秒前
鹏程苏发布了新的文献求助50
6秒前
kiki完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
昊儿虫完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
金玉发布了新的文献求助10
8秒前
46464发布了新的文献求助10
9秒前
我是老大应助葛潇采纳,获得10
9秒前
9秒前
合法的天空完成签到 ,获得积分10
9秒前
桐桐应助xxxzzz采纳,获得10
9秒前
elysia完成签到,获得积分10
10秒前
风清扬发布了新的文献求助10
10秒前
乐观小之应助美丽的若云采纳,获得10
11秒前
11秒前
故意不上钩的鱼给Jimmy Ko的求助进行了留言
12秒前
QUA完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
明理的舞仙完成签到 ,获得积分10
13秒前
hang发布了新的文献求助30
13秒前
明亮百川发布了新的文献求助10
13秒前
bibi11发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
ding应助悠啊悠啊悠~采纳,获得10
14秒前
泽泉发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
大胆含桃完成签到,获得积分10
15秒前
浮游应助金玉采纳,获得10
15秒前
愤怒的豌豆完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
NexusExplorer应助huangjixiang采纳,获得10
16秒前
wkjfh举报暴走小面包求助涉嫌违规
16秒前
酷波er应助踏实的滑板采纳,获得10
16秒前
17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
On the Angular Distribution in Nuclear Reactions and Coincidence Measurements 1000
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
Le transsexualisme : étude nosographique et médico-légale (en PDF) 500
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5310429
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4454656
关于积分的说明 13860861
捐赠科研通 4342772
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2384790
邀请新用户注册赠送积分活动 1379234
关于科研通互助平台的介绍 1347528