JACS：卤化物吸附促进HMF电化学氢解

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将 5- 羟甲基糠醛 (HMF) （一种生物质衍生平台分子）还原升级为 2,5- 二甲基呋喃 (DMF) （一种能量密度比乙醇高 40% 的生物燃料）涉及醛（ C=O) 和 HMF 的醇 (C-OH) 基团。已知当醛发生氢化形成 2,5- 双 ( 羟甲基 ) 呋喃 (BHMF) 时， BHMF 不能进一步还原为 DMF 。因此，必须抑制醛氢化以提高 DMF 生产的选择性。此前，研究表明，在铜电极上氢解主要通过质子耦合电子转移（ PCET ）发生，其中来自溶液的质子和来自电极的电子被转移到有机物质。相比之下，氢化不仅通过 PCET 发生，还通过氢原子转移 (HAT) 发生，其中表面吸附的氢原子 (H*) 转移到有机物质中。

近日， 威斯康星大学麦迪逊分校 Kyoung-Shin Choi ， J. R. Schmidt 报道了在 HMF 还原过程中， Cu 上的卤化物吸附可以通过降低 Cu 上的稳态 H* 覆盖率来有效抑制 HAT 。

要点2.  研究人员讨论了卤化物的特性和浓度以及还原条件（即电位和 pH ）如何影响铜上卤化物的吸附，并确定何时实现最佳卤化物覆盖以最大化 DMF 选择性。

要点3.  结合实验结果与计算结果，研究人员阐明了卤化物吸附如何影响氢的吸附能和 Cu 上的稳态 H* 覆盖度，这提供了对所有实验观察到的效应的原子级理解。

Xin Yuan, et al, Halide Adsorption Enhances Electrochemical Hydrogenolysis of 5‑Hydroxymethylfurfural by Suppressing Hydrogenation, J. Am. Chem. Soc, 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c06289

https://doi.org/10.1021/jacs.3c06289

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