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Nat. Commun.,2026,10.1038/s41467-026-72690-4
2026-05-10 08:40  

付宏刚教授、任志宇教授团队提出了一种“双活性位点动态协同”的策略,设计了一种表面酰胺功能化的氮化铜催化剂(Ami-Cu3N)通过在氮化铜(Cu₃N)表面引入酰胺功能基团(-CONH₂),巧妙解决了高浓度底物下电催化加氢活性与选择性难以兼得的普遍性难题,其中晶格氮促进水解离,酰胺氮调控HMF吸附,双氮活性位点协同作用降低了*H生成和HMF氢化的能垒,促进了*H的高效生成和HMF的定向吸附,精细调控了ECH过程中的局部微环境。该催化剂在仅−26 mV的工作电位下即可实现FE超98%的HMF电还原;即使在1000 mM高浓度HMF条件下,DHMF的FE仍保持在90%以上。此外,所采用双电极流动电解池有效降低了槽电压和能耗,从而提升了生物质高值化转化的经济可行性,展现出巨大的实际应用潜力。本工作为协同活性位点的设计提供了理论基础和设计蓝图,为可再生化学品合成领域的先进电催化体系发展奠定了基础。该研究工作“Amide-engineered copper nitride for shortcut-pathway-locked electroreduction of concentrated hydroxymethylfurfural.”发表于Nat Commun (2026).(DOI:10.1038/s41467-026-72690-4)。



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