5-羟甲基呋喃甲醛HMF（5-hydroxymethylfurfural）醛化合物的电催化加氢还原能够转化为高附加值有机醇。但是该反应伴随着严重的伴生反应，严重影响高浓度条件下的HMF催化转化。

有鉴于此，西湖大学孙立成院士等在Cu纳米线上担载Keggin型磷钼酸（PMo₁₂，H₃PMo₁₂O₄₀），构筑PMo₁₂/Cu团簇异质结催化剂。

本文要点

（1）

催化剂在HMF电催化加氢还原反应制备2,5-二羟甲基呋喃（BHMF, 2,5-bishydroxymethylfuran），达到超过预期的1 M反应物浓度。

在-0.3 V过电势进行电催化还原浓度为1.0 M HMF，PMo₁₂/Cu电催化剂的法拉第效率达到98 %，BHMF的产量达到4.35 mmol cm^-2 h^-1，性能比Cu作为催化剂更好。

（2）

反应机理和DFT理论计算结果说明，PMo₁₂/Cu异质结界面是电催化反应的活性位点。通过独特的电子结构和几何结构，促进H₂O分子解离和还原生成H*，减少还原HMF的反应能垒，因此得到优异的反应活性和产物选择性。

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Xing Cao, Yunxuan Ding, Dexin Chen, Wentao Ye, Wenxing Yang, Licheng Sun*, Cluster-Level Heterostructure of PMo₁₂/Cu for Efficient and Selective Electrocatalytic Hydrogenation of High-Concentration 5-Hydroxymethylfurfural, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c08205

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08205