腐蚀诱导构建CoCu微线阵列高效电催化5-羟甲基糠醛转化研究

本期推荐：来自国内的研究团队创新性地利用金属自发腐蚀原理，构建了泡沫铜负载的钴铜微线阵列(CoCuMW/CF)催化剂，实现了5-羟甲基糠醛(HMF)高效电催化氢化为2,5-双(羟甲基)呋喃(BHMF)，转化率达95.7%，选择性达85.4%。该研究通过DFT计算揭示CoCu界面降低反应能垒至16.6±2.5 kJ mol?1，遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)机制，为生物质高值化转化提供了低成本催化剂设计新策略。

　　在可持续能源发展的浪潮中，生物质因其储量丰富和环境友好的特性成为关键角色。这项突破性研究巧妙运用金属腐蚀工程，在泡沫铜基底上构建了具有独特界面结构的钴铜微线阵列(CoCuMW/CF)催化剂。该催化剂在电催化5-羟甲基糠醛(HMF)还原反应中展现出惊人性能——仅需常规电解条件即可实现95.7%的HMF转化率和85.4%的2,5-双(羟甲基)呋喃(BHMF)产率。机理研究表明，反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)表面吸附机制，密度泛函理论(DFT)计算更揭示出CoCu界面能将关键氢化步骤的自由能垒显著降低至16.6±2.5 kJ mol^?1。这种"变废为宝"的腐蚀诱导策略不仅大幅降低催化剂成本，更为生物质平台分子定向转化为高附加值化学品提供了新思路，在绿色化学和碳中和领域具有重要应用前景。