化学进展

作者：夏博文, 朱斌, 刘静, 谌春林, 张建

单位：1 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 宁波 315201,2 中国科学院大学 北京 100049,3 中国科学技术大学纳米学院 苏州 215123

关键词：生物质高值化,电催化,氧化,5-羟甲基糠醛,2,5-呋喃二甲酸

基金：国家自然科学基金面上项目(22072170),浙江省自然科学基金一般项目(LY19B030003),宁波市2025重大专项(2018B10056),宁波市2025重大专项(2019B10096),中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDB-SSW-JSC037)

在第75届联合国大会上,我国承诺力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。主要由光合作用产生的生物质将在双碳目标中扮演重要角色,通过高效转化可衍生出一系列替代化石产品的高值化学品。其中,2,5-呋喃二甲酸(FDCA)由于具有与石油基对苯二甲酸(TPA)相似的共轭碳环和二酸结构,可替代TPA用于合成热稳定性能、气体阻隔性能更优的生物基呋喃聚酯,大幅降低聚酯行业对化石资源的严重依赖。此外,FDCA在医药、香料、金属配位化学方面也有广泛应用,从而被认为是12种最具潜力的生物基平台化合物之一。FDCA通常可由5-羟甲基糠醛(HMF)通过催化氧化进行合成。相比于需要贵金属催化剂、高温和高压条件、以化学势作为驱动力的传统热催化方法,电催化氧化采用电极电势作为主要驱动力,是更为绿色和高效的新颖合成方法。本综述对电催化氧化制备FDCA反应所用的贵金属、过渡金属和非金属催化剂进行了总结与分析,梳理了催化剂设计和反应机理的研究脉络,并指出了该领域发展所面临的挑战与机遇。

来源：2022年第8期

《化学进展》期刊编辑部

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