磷酸根介导氢桥构建的Ni(OH)2─PO43?/Ni3(PO4)2异质结高效电催化氧化5-羟甲基糠醛(HMF)机制研究

研究人员通过构建Ni(OH)2─PO43?/Ni3(PO4)2异质结催化剂，创新性提出氢桥介导的质子传递机制，显著提升5-羟甲基糠醛(HMF)电氧化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的效率，获得94.31%法拉第效率。该研究为生物质转化提供了新型催化策略。

　　

这项突破性研究揭示了磷酸根(PO₄^3?)在镍基催化剂中的神奇作用。通过精巧设计Ni(OH)₂─PO₄^3?/Ni₃(PO₄)₂异质结结构，研究人员首次观察到磷酸根像"分子桥梁"般构建了高效的质子传递通道(PO₄^3??H─O─Ni²⁺ → HPO₄^2? + Ni³⁺─O)。这种独特的氢键网络使催化剂在转化生物质平台化合物5-羟甲基糠醛(HMF)时表现出色，选择性高达97.16%，犹如为反应装上了"质子特快专列"。理论计算显示，氢键桥梁能显著降低*HMF-H中间体α-C位点吸附OH基团的能垒(PO₄^3??H─O?COR → PO₄^2?─H?O─COR)，为开发新一代生物质转化催化剂提供了全新思路。