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對于擔載型催化劑，最大量的擔載催化活性位點，并且保證催化位點不團聚是個非常大的挑戰，同時是獲得高質量活性催化劑的關鍵，尤其是對于包含多步驟的催化反應。將關鍵的生物質平臺分子5-羥甲基糠醛（HMF）轉化為一種具有前景的聚酯分子2,5-呋喃二甲酸（FDCA）的催化轉化反應包含多個步驟和6電子轉移過程。這個催化反應過程需要強堿性環境，但是容易發生聚合副反應。中性環境能夠緩解聚合反應，但是目前還沒有高活性催化劑能夠實現深度氧化反應。

有鑒于此，復旦大學龔鳴等報道離子交換方法處理含有鈷羥基氧陰離子的基底材料，得到超小尺寸Ru氧化物簇，在5-羥甲基糠醛催化氧化制備2,5-呋喃二甲酸的催化反應中實現優異的選擇性。

本文要點

（1）

首先將嘧啶組裝到CoHA的層內，隨后除去嘧啶并且構筑多孔通道，從而實現CoHA的陰離子直接進行離子交換。離子交換處理后得到密集的單分散狀態RuCl₆^2-，隨后生成Ru氧化物簇。

生成的超小尺寸Ru氧化物簇不僅保證能夠在中性電催化環境得到較高的HMF電催化氧化電流，而且保證在Ru團簇之間形成通道，因此加快中間體的再次吸附和氧化生成高度氧化產物。

（2）

發展了兩階段HMF氧化反應，首先在溫和條件將HMF轉化為5-甲酰基-2-呋喃甲酸（FFCA），隨后在60 ℃將FFCA氧化為FDCA，實現了92.1 %的產率，而且顯著阻礙生成聚合的副產物。

參考文獻

Can Lei, Zhe Chen, Tao Jiang, Shaoyan Wang, Wei Du, Shuangshuang Cha, Yaming Hao, Ran Wang, Xueting Cao, Ming Gong, Ultra-Dense Supported Ruthenium Oxide Clusters via Directed Ion Exchange for Efficient Valorization of 5-Hydroxymethylfurfural, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202319642

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202319642