One‐Click Flow Transition Enables MnO 2 Crystal Phase Engineering for Enhanced Catalytic Oxidation of HMF to DFF

微型反应器 材料科学 层流 催化作用 背景(考古学) 产量(工程) 湍流 化学工程 流量(数学) 表面工程 氧化还原 氧气 相变 催化氧化 纳米技术 过渡金属 相(物质) 连续反应器 Crystal(编程语言) 微加工
作者
Jialun He,Mengmeng Fu,Qing Wang,Chensheng Wang,Juan Deng,Jiacheng Liu,Qian Wang,Yue Wang,Jun Lu,Danfeng Jiang,X. Chen,Yingguo Li,Chao Yu,Yuanhai Su,Weidong Shi
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202530861
摘要

ABSTRACT Traditional microreactors are limited by fixed flow regimes, which restrict their multifunctional applications in both catalyst synthesis and the production of high value‐added chemicals. Here, we introduce a click‐activated microreactor that enables a rapid and facile transition between laminar and turbulent flow modes through a switch‐like mechanism. In the context of laminar flow conditions, the reactor successfully synthesizes α‐MnO 2 catalysts, characterized by their substantial surface area and abundance of oxygen vacancies, with a concurrent reduction in energy consumption of 68.6%. Conversely, when switched to turbulent mode via a “click‐switch” operation, the reactor enhances mass transfer, enabling the efficient selective oxidation of 5‑hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5‑diformylfuran (DFF), achieving a DFF yield of up to 23.8 mmol/g/h, which was beyond the yield limit of conventional thermocatalytic oxidation. This innovative design overcomes the conventional “Single‐Purpose Reactor” paradigm, providing a versatile platform for integrated chemical manufacturing.

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