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非贵金属催化剂在羟甲基糠醛电氧化增值中的应用
杜磊, 刘兆清
高等学校化学学报    2023, 44 (5): 20220710-.   DOI:10.7503/cjcu20220710
摘要   (550 HTML15 PDF(pc) (13626KB)(183)  

羟甲基糠醛是呋喃类化合物, 具有价格低廉及来源广泛的优点, 可作为平台化合物用于制备其它高附加值产品. 传统的热催化氧化增值方法需要高温、 高压及贵金属催化剂, 造成经济效益的下降. 而电氧化方法不需要高温、 高压条件; 同时, 通过对电催化剂的合理设计, 非贵金属催化剂表面的羟甲基糠醛选择性转化已经得以实现, 从而避免使用大量贵金属. 因此, 通过电氧化方法对羟甲基糠醛平台化合物进行高附加值转化受到了广泛关注. 在羟甲基糠醛氧化的多种产物中, 羟基和醛基被全部氧化为羧基的产物——2,5-呋喃二甲酸, 被美国能源部列为“最具有价值的12种生物质衍生化学品”之一. 鉴于此, 本文介绍了羟甲基糠醛电氧化增值生产2,5-呋喃二甲酸的重要研究价值及相关非贵金属电催化剂的最新进展, 并对催化羟甲基糠醛电氧化反应的非贵金属催化剂的发展前景进行了展望.



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Fig.1 Schematic illustration of HMF and its possible oxidation products
正文中引用本图/表的段落
HMFOR可以通过如图1所示的路径进行, 涉及到的(中间)产物多种多样, 主要有2,5-二甲酰基呋喃(2,5-Diformyl furan, DFF)、 5-羟甲基-2-呋喃甲酸(5-Hydroxymethyl-2-furan carboxylic acid, HMFCA)、 5-甲酰基呋喃-2甲酸(5-Formyl-2-furan carboxylic acid, FFCA)及2,5-呋喃二甲酸(2,5-Furan dicarboxylic acid, FDCA). 这些中间产物或产物大都属于高附加值产品[19,23,28,29]. 表1给出了这些中间产物和产物的可能应用领域. 可见, HMFOR的研究颇具价值.
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... HMFOR可以通过如图1所示的路径进行, 涉及到的(中间)产物多种多样, 主要有2,5-二甲酰基呋喃(2,5-Diformyl furan, DFF)、 5-羟甲基-2-呋喃甲酸(5-Hydroxymethyl-2-furan carboxylic acid, HMFCA)、 5-甲酰基呋喃-2甲酸(5-Formyl-2-furan carboxylic acid, FFCA)及2,5-呋喃二甲酸(2,5-Furan dicarboxylic acid, FDCA). 这些中间产物或产物大都属于高附加值产品[19232829]. 表1给出了这些中间产物和产物的可能应用领域. 可见, HMFOR的研究颇具价值. ...
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... 在上述HMFOR产物中, FDCA是研究最广泛的一种. FDCA被美国能源部列为“最具有价值的12种生物质衍生化学品”之一, 是传统石油衍生物的重要替代品, 具有广阔的发展前景[3031]. 根据美国能源部估算, 每年对FDCA衍生产品至少有90亿英镑的市场需求. 因此, 将HMF可控、 高效地转化为FDCA具有巨大的商业价值[3032]. ...

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