光催化/光电催化5-羟甲基糠醛的研究进展

作     者：郭琳 苗锦 谭涛 王振华 Lin Guo;Jin Miao;Tao Tan;Zhenhua Wang

作者机构：重庆科技大学化学化工学院重庆401331 重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331 重庆科技大学垃圾焚烧发电技术研究院重庆401331 纳微复合材料与器件重庆市重点实验室重庆401331 

出 版 物：《中国科学：化学》 (SCIENTIA SINICA Chimica)

年 卷 期：2024年第54卷第2期

页      面：147-159页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：重庆市研究生科研创新项目(编号:CYS23742) 重庆科技学院研究生创新计划(编号:YKJCX2220519,YKJCX2220225) 重庆市博士后特别资助项目(编号:2021XM3007) 重庆市教委科学技术研究项目(编号:KJQN202301501) 重庆市自然科学基金创新发展联合基金(市教委)(编号:2022NSCQ-LZX0166) 重庆市高校创新研究群体(编号:CXQT19031)资助项目 

主　　题：光催化 部分氧化 催化剂 生物质 还原 

摘      要：储量丰富的生物质作为一种可再生的有机资源,可通过化学反应转化为高附加值的化学品或燃料,有助于降低对化石能源的依赖. 5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural, HMF)是一种关键的生物质平台分子,其含有醛基、羟甲基和呋喃环,具有优越的化学性能,可通过氧化、加氢、开环水解、醚化和聚合等化学反应转化为一系列高价值的衍生物,可应用于医药、材料、化工、生物燃料等领域.近年来,光催化作为一种经济有效的绿色化学方法不仅克服了传统热催化的缺点,还应用于生物质转化.本文系统地综述了近年来光催化/光电催化HMF的研究进展.同时,本文重点关注了光催化氧化过程中活性物种对HMF选择性的影响和用HMF氧化取代动力学迟缓的水氧化以促进光解水产氢.最后,还对未来的研究方向进行了展望,包括探索多步骤反应策略以提高2,5-呋喃二羧酸(FDCA)的产率,深入研究光催化HMF氧化反应动力学和催化活性位点以全面理解HMF的光催化氧化机制,以及优化光催化剂实现高效选择性的HMF转化,为可持续能源、生物质转化和液体生物燃料领域提供新的创新解决方案.