HMF转化制备FDCA技术获突破

中化新网讯 近日从厦门大学传来消息，该校能源学院曾宪海教授团队开发的生物质转化电解技术，能将废弃秸秆、木屑等农林垃圾高效转化为制造生物基塑料的关键原料，并同步产出绿色氢气。相关成果刊发在国际能源领域期刊《焦耳》。

传统化工塑料高度依赖石油资源，其中5-羟甲基糠醛（HMF）作为极具潜力的生物质平台分子，经氧化生成5-呋喃二甲酸（FDCA），是制造生物基塑料的核心原料。但长期以来，HMF转化制备FDCA的氧化反应路径无法精准调控，转化效率偏低，难以实现工业放大。

针对上述难题，研究团队借鉴电磁炉电磁感应加热原理，快速在电极表面锁定钌镍锰三金属元素催化点位，并以钌元素作为反应“助推器”，加速反应脱质子。同时，采取钌、锰协同调控方法，引导醛基优先氧化，规避无效副反应产生过多中间产物。这一创新方法相当于为催化剂装上了“精准导航”，从源头破解了氧化反应路径不受控的难题。

此外，当原料浓度提高时，HMF分子会像面团一样粘在一起形成腐殖质，导致催化剂失效，这也是阻碍技术放大的另一障碍。为此，研究团队配套设计新催化剂和流动电解系统，经测试可在工业级大电流下长期稳定运行。