Strongly Electron-Interacting Ru–Ce Pair Sites in RuOx/CeO2–HAP for Efficient Oxidation of MMF to FDCA

催化作用 X射线光电子能谱 化学 密度泛函理论 对苯二甲酸 电子转移 电负性 无机化学 物理化学 化学工程 计算化学 有机化学 聚酯纤维 工程类
作者
Gaobo Lin,Haoan Fan,You Zhan,Chao Chen,Xuezhi Zhao,Wenwen Lin,Bolong Li,Sheng Wang,Jing Li,Weiyu Song,Jie Fu
出处
期刊:ACS Catalysis 卷期号:14 (3): 1862-1873 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c04329
摘要

As a potential alternative to petroleum-derived terephthalic acid (TPA), the general production of 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) through 5-hydroxymethylfurfural (HMF) oxidation has fallen short of industrial expectations due to HMF's storage instability and cost. Here, we propose a strategy involving Ru cation coordination manipulation to achieve efficient oxidation of 5-methoxymethylfurfural (MMF) to FDCA by constructing a Ru–Ce paired site on a CeO2-doped hydroxyapatite precursor (CeO2–HAP). By optimizing reaction conditions, the RuOx/CeO2–HAP catalyst demonstrated a complete MMF conversion of 100% and a high FDCA yield of 83.7% under base-free conditions (130 °C, 5 bar O2 pressure, 15 h). Hydrogen temperature-programmed reduction (H2-TPR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed a strong interaction between Ru and Ce with electron transfer from Ce to Ru. Density functional theory (DFT) computations indicated that the strong d–d π and σ orbital interactions between Ru and Ce provided sufficient electrons for the vacant orbitals of Ru, dispersing the density of states (DOS) of orbitals around the low energy level to facilitate MMF and FDCA adsorption with appropriate strength, thereby enhancing the MMF oxidation process. This study not only provides an MMF oxidation catalyst with high activity but also conducts a comprehensive investigation into the impact of the Ru–Ce interaction on MMF oxidation, offering insights into the subsequent production of high-value-added products such as FDCA.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
追梦完成签到,获得积分10
2秒前
zz发布了新的文献求助20
2秒前
一桶吃八碗完成签到,获得积分10
2秒前
FXDD完成签到,获得积分10
2秒前
5秒前
kk完成签到,获得积分20
5秒前
jerry发布了新的文献求助10
7秒前
情怀应助kk采纳,获得10
10秒前
一只胖赤赤完成签到,获得积分10
10秒前
Ysn发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
Sunny完成签到,获得积分10
11秒前
txy完成签到,获得积分10
11秒前
坦率尔蝶完成签到 ,获得积分10
12秒前
白蓝发布了新的文献求助10
17秒前
碧蓝的秋莲完成签到,获得积分10
17秒前
CipherSage应助zzahyc采纳,获得20
22秒前
lilili发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
Chen发布了新的文献求助50
24秒前
无花果应助你好啊采纳,获得10
25秒前
LYQ完成签到,获得积分10
25秒前
hill完成签到,获得积分20
25秒前
26秒前
lily88发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
XW完成签到,获得积分10
32秒前
可爱的函函应助zz采纳,获得10
32秒前
小闵完成签到,获得积分10
32秒前
唐帅发布了新的文献求助10
32秒前
yao chen完成签到,获得积分10
35秒前
林星完成签到,获得积分10
37秒前
学术通zzz发布了新的文献求助10
37秒前
39秒前
彭于晏应助纯2025采纳,获得10
39秒前
39秒前
太叔从蓉完成签到,获得积分10
40秒前
Estrella应助海人采纳,获得10
42秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3139963
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2790837
关于积分的说明 7796725
捐赠科研通 2447191
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1301727
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626313
版权声明 601194