研究基于银（Ag）和锰（Mn）的催化剂在5-羟甲基呋喃选择性氧化过程中的催化性能调控机制

《New Journal of Chemistry》：Investigation of catalytic performance regulation over Ag-, Mn-based catalysts in selective oxidation of 5-hydroxymethylfurfural

选择性氧化催化剂性能及协同效应研究。通过XRD、TEM、Raman等手段表征Ag/Mn/AgMn基催化剂，分析其晶体结构、形貌及表面化学特性对5-羟甲基糠醛（HMF）转化及产物分布的影响。实验表明Ag基催化剂HMFCA选择性达66.1%，Mn基催化剂DFF选择性22.8%，AgMn催化剂FFCA选择性提升至51.5%。

　　

催化在将生物质衍生物转化为高附加值化学品的过程中起着关键作用。本研究探讨了一系列基于银（Ag）、锰（Mn）和银锰（AgMn）的催化剂，旨在了解它们在5-羟甲基糠醛（HMF）选择性氧化反应中的催化性能。通过XRD、TEM、拉曼光谱（Raman）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和XPS等技术对这些催化剂进行了表征，分析了它们的晶体结构、尺寸与形状、表面性质以及化学状态。实验结果表明：银基催化剂更有利于HMFCA的生成（Ag_1.0/Co₃O₄，HMF转化率：42.7%，HMFCA选择性：66.1%，DFF（副产物）含量可忽略不计，FFCA（另一种副产物）含量为11.6%）；锰基催化剂则更倾向于生成DFF和FFCA（Mn_1.0/Co₃O₄，HMF转化率：38.2%，DFF含量：22.8%，HMFCA含量：7%，FFCA含量：26.0%）；而银锰双金属催化剂则表现出显著的协同增效效应，显著提高了产物的选择性（Ag_0.50Mn_0.50/Co₃O₄，HMF转化率：40.3%，DFF含量：16.4%，HMFCA含量：32.2%，FFCA选择性：51.5%）。FT-IR、XPS和电导率测试的结果表明，催化性能与银和锰活性位点的化学状态、催化剂表面的吸附性能以及催化剂的电子转移能力密切相关。我们预期这些研究结果将引发同行对异相催化剂设计的兴趣。