CeO2是一種廣泛應用于熱催化過程的載體,在電催化領域受到越來越多的關注。
博洛尼亞大學化學工業系的Giancosimo Sanghez de Luna教授及其團隊首次提出以原位活化的Cu-Ceo2/Cu開孔泡沫用于生物質衍生的呋喃化合物的電催化轉化。重點研究了在PH=9.2的環境中,將從廢棄木質纖維素生物質中獲得的HMF(5-羥甲基糠醛)轉化為2,5-雙羥甲基呋喃(BHMF)。采用簡單的一步沉積法,在Cu開孔泡沫表面沉積CeO2,并改變鍍層厚度。證明在CeO2上原位形成并分散穩定的Cu顆粒,不僅為反應提供了選擇性位點,還提高了CeO2的電導率,具有及其優良的電催化性能。
值得注意的是,由于與空氣接觸或在合成過程中Cu泡沫氧化會產生Cu2O。顯微拉曼光譜表明CeO2結構中存在缺陷(Fig.2b),這可能與CeO2結構中陽離子導致的氧空位或Ce3+結構有關。
銅從載體上遷移到CeO2涂層上,形成Cu顆粒,提高了催化劑的電催化性能。
原位制備一種三維的 CeO2/Cu 基催化劑,使在0.1M的范圍內將HMF轉化為BHMF的轉化率大大提升。
Cu顆粒和部分還原的CeO2涂層結合,促進和催化過程的選擇性,為催化提供活性位點并增強了導電性。在選擇性轉化5-羥甲基糠醛條件為0.1M時,這種新型催化劑的性能優于含銀材料,可以達到貴金屬基電催化劑的性能。因此,此方法可以為進一步加強生物質衍生的呋喃化合物的電催化加氫開辟道路。
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