开发无贵金属催化剂以促进生物质燃料和化学品的可持续生产仍然是一个重要且具有挑战性的目标。基于此，华东理工大学王艳芹教授和龚学庆教授、英国曼彻斯特大学杨四海教授（共同通讯作者）等人报道了一种独特的具有核-壳结构的Co@CoO催化剂，可以将生物质衍生的5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural, HMF）高效氢解为2, 5-二甲基呋喃（2, 5-dimethylfuran, DMF），据报道该催化剂目前是在所有催化剂（包括贵金属基催化剂）中提供了最高的生产率。
更重要的是，在130 °C下，该催化剂生产DMF的生产率为17.58 mmol·g-1 h-1，超过Co@CoO。此外，Co@CoO在空速高达26.6 h-1下的连续流动反应中表现出超过100 h的优异催化稳定性。透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、非弹性中子散射（INS）和密度泛函理论（DFT）计算证实，该催化剂优异的催化性能归因于修饰有CoO壳-氧空位。各种光谱实验和计算模型的结合表明，结合氧空位的CoO壳不仅驱动了异解裂解，而且H2均裂产生更活跃的Hδ-物种，从而产生优异的催化活性。此外，Co@CoO对于木质素β-O-4模型化合物的氢解也表现出优异的性能。该研究将启发设计基于无贵金属金属氧化物的新型高效催化剂，以促进可再生生物燃料和化学品的合成。A unique Co@CoO catalyst for hydrogenolysis of biomass-derived 5-hydroxymethylfurfural to 2, 5-dimethylfuran. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-31362-9.https://doi.org/10.1038/s41467-022-31362-9.
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