已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Effect of MnO2 Crystal Structure on Aerobic Oxidation of 5-Hydroxymethylfurfural to 2,5-Furandicarboxylic Acid

化学 催化作用 氧化还原 密度泛函理论 氧气 催化氧化 空位缺陷 金属 无机化学 结晶学 计算化学 有机化学
作者
Eri Hayashi,Yui Yamaguchi,Keigo Kamata,Naoki Tsunoda,Yu Kumagai,Fumiyasu Oba,Masahiko Hara
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:141 (2): 890-900 被引量:348
标识
DOI:10.1021/jacs.8b09917
摘要

Aerobic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) as a bioplastics monomer is efficiently promoted by a simple system based on a nonprecious-metal catalyst of MnO2 and NaHCO3. Kinetic studies indicate that the oxidation of 5-formyl-2-furancarboxylic acid (FFCA) to FDCA is the slowest step for the aerobic oxidation of HMF to FDCA over activated MnO2. We demonstrate through combined computational and experimental studies that HMF oxidation to FDCA is largely dependent on the MnO2 crystal structure. Density functional theory (DFT) calculations reveal that vacancy formation energies at the planar oxygen sites in α- and γ-MnO2 are higher than those at the bent oxygen sites. β- and λ-MnO2 consist of only planar and bent oxygen sites, respectively, with lower vacancy formation energies. Consequently, β- and λ-MnO2 are likely to be good candidates as oxidation catalysts. On the other hand, experimental studies reveal that the reaction rates per surface area for the slowest step (FFCA oxidation to FDCA) decrease in the order of β-MnO2 > λ-MnO2 > γ-MnO2 ≈ α-MnO2 > δ-MnO2 > ε-MnO2; the catalytic activity of β-MnO2 exceeds that of the previously reported activated MnO2 by three times. The order is in good agreement not only with the DFT calculation results, but also with the reduction rates per surface area determined by the H2-temperature-programmed reduction measurements for MnO2 catalysts. The successful synthesis of high-surface-area β-MnO2 significantly improves the catalytic activity for the aerobic oxidation of HMF to 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
英勇的汉堡完成签到,获得积分20
刚刚
酌鹿给酌鹿的求助进行了留言
1秒前
2秒前
今后应助zhangxr采纳,获得10
2秒前
柠檬完成签到,获得积分10
4秒前
zhangxr完成签到,获得积分10
7秒前
王小西发布了新的文献求助10
9秒前
Alicia完成签到 ,获得积分10
11秒前
冰红茶完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
小丫头大傻妞完成签到 ,获得积分10
17秒前
舒服的摇伽完成签到 ,获得积分10
17秒前
零立方完成签到 ,获得积分10
18秒前
现代的邑完成签到,获得积分10
20秒前
wxsmy完成签到 ,获得积分10
22秒前
南宫炽滔完成签到 ,获得积分10
24秒前
英俊的铭应助yyr采纳,获得10
33秒前
JamesPei应助安详的向露采纳,获得10
35秒前
天天看文献完成签到,获得积分10
40秒前
41秒前
赘婿应助二丫采纳,获得10
43秒前
机智的含蕾完成签到 ,获得积分20
47秒前
天真水香发布了新的文献求助10
47秒前
冷淡芝麻完成签到 ,获得积分10
53秒前
58秒前
iwaking完成签到,获得积分10
1分钟前
二丫发布了新的文献求助10
1分钟前
种默问发布了新的文献求助10
1分钟前
壮观的谷冬完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Rashalin完成签到,获得积分10
1分钟前
m赤子心完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CipherSage应助天真水香采纳,获得10
1分钟前
青岚完成签到 ,获得积分10
1分钟前
clauuuu完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
万万想到了完成签到,获得积分10
1分钟前
天真水香完成签到,获得积分20
1分钟前
依蓝灵空应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
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
Rechtsphilosophie 1000
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 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 3139464
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2790346
关于积分的说明 7795029
捐赠科研通 2446818
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1301411
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626219
版权声明 601141