通過5-羥甲基糠醛的選擇性有氧氧化生產2，5-呋喃二甲酸（FDCA，未來化學工業的平台化學品）是實現從糖生產FDCA的關鍵組成部分。目前的主要挑戰是在低溫下獲得高的FDCA產量。
近日，昆士蘭科技大學Sarina Sarina，Huai-Yong Zhu報道了一種由負載在CeO2納米纖維上的合金納米粒子（包含1.5 wt % Ag和1.5 wt % Pd）組成的催化劑，該催化劑在20 ℃下實現了優異的FDCA產率(93%)。
本文要點
要點1.水是添加到氧化中間體和產物中的氧原子的來源，而吸附在催化劑上的O2分子清除電子，從反應系統中的OH離子產生OH自由基，從而推動氧化。在20°C時，避免了副反應，但是沒有提供外部能量來克服活化能壘。
要點2.研究發現，催化劑上合適的化學吸附對於高FDCA產率至關重要。通過調節Ag/Pd的比例，研究人員在Ag和Pd簇之間的邊界上獲得了最具催化活性的位置，雙金屬表面位點。這些位點的化學吸附足夠強，可以在20 ℃下選擇性氧化HMF中的醛基和醇基，避免了高溫下的副反應。
這項研究有望對其他進行競爭反應的催化體系產生影響。
Yichao Jin, et al, Aerobic Oxidation of 5‑Hydroxymethyl-furfural to 2,5-Furandicarboxylic Acid at 20 °C by Optimizing Adsorption on AgPd Alloy Nanoparticle Catalysts, ACS Catal. 2022
DOI: 10.1021/acscatal.2c03457
https://doi.org/10.1021/acscatal.2c03457
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