对于担载型催化剂，最大量的担载催化活性位点，并且保证催化位点不团聚是个非常大的挑战，同时是获得高质量活性催化剂的关键，尤其是对于包含多步骤的催化反应。将关键的生物质平台分子5-羟甲基糠醛（HMF）转化为一种具有前景的聚酯分子2,5-呋喃二甲酸（FDCA）的催化转化反应包含多个步骤和6电子转移过程。这个催化反应过程需要强碱性环境，但是容易发生聚合副反应。中性环境能够缓解聚合反应，但是目前还没有高活性催化剂能够实现深度氧化反应。

有鉴于此，复旦大学龚鸣等报道离子交换方法处理含有钴羟基氧阴离子的基底材料，得到超小尺寸Ru氧化物簇，在5-羟甲基糠醛催化氧化制备2,5-呋喃二甲酸的催化反应中实现优异的选择性。

本文要点

（1）

首先将嘧啶组装到CoHA的层内，随后除去嘧啶并且构筑多孔通道，从而实现CoHA的阴离子直接进行离子交换。离子交换处理后得到密集的单分散状态RuCl₆^2-，随后生成Ru氧化物簇。

生成的超小尺寸Ru氧化物簇不仅保证能够在中性电催化环境得到较高的HMF电催化氧化电流，而且保证在Ru团簇之间形成通道，因此加快中间体的再次吸附和氧化生成高度氧化产物。

（2）

发展了两阶段HMF氧化反应，首先在温和条件将HMF转化为5-甲酰基-2-呋喃甲酸（FFCA），随后在60 ℃将FFCA氧化为FDCA，实现了92.1 %的产率，而且显著阻碍生成聚合的副产物。

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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