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TiO_(2)协同HPAs/MOF-5光催化5-羟甲基糠醛选择性氧化合成5-羟甲基-2-呋喃甲酸
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作者 张学翰 吕强 郭峰 《化学与生物工程》 北大核心 2025年第9期22-29,共8页
设计合成了一种新型复合材料HPAs/MOF-5,利用SEM、XRD、FTIR、N2吸附-脱附等温线、BET等对其进行了表征;采用单因素实验考察了HPAs与MOF-5物质的量比、反应时间、TiO_(2)与HPAs/MOF-5质量比、TiO_(2)-HPAs/MOF-5用量对TiO_(2)协同HPAs/M... 设计合成了一种新型复合材料HPAs/MOF-5,利用SEM、XRD、FTIR、N2吸附-脱附等温线、BET等对其进行了表征;采用单因素实验考察了HPAs与MOF-5物质的量比、反应时间、TiO_(2)与HPAs/MOF-5质量比、TiO_(2)-HPAs/MOF-5用量对TiO_(2)协同HPAs/MOF-5光催化5-羟甲基糠醛(5-HMF)选择性氧化合成5-羟甲基-2-呋喃甲酸(HMFCA)的影响,并探究了可能的光催化机理。结果表明,TiO_(2)-HPAs/MOF-5结合了HPAs的催化活性、MOF-5的高孔隙率以及TiO_(2)的高结晶度和稳定性;在可见光照射下,当HPAs与MOF-5物质的量比为6∶1、反应时间为7h、TiO_(2)与HPAs/MOF-5质量比为1∶2、TiO_(2)-HPAs/MOF-5用量为0.2g的最佳条件下,HMFCA产率为37.15%;复合催化剂TiO_(2)-HPAs/MOF-5在重复使用5次后仍能保留94.5%的催化活性,HMFCA产率稳定在32.56%以上;可能的光催化机理为:TiO_(2)的光生载流子、HPAs的W^(6+)/W^(5+)氧化还原循环以及MOF-5的配位不饱和位点协同作用促使H2O优先氧化生成·OH,进而实现5-HMF中羟甲基的选择性氧化。不仅为5-HMF的高效转化提供了新的光催化体系,而且为设计开发新型多功能材料提供了有益参考,有助于推动光催化技术在生物质转化和环境保护等领域的应用。 展开更多
关键词 HPAs/MOF-5 5-羟甲基糠醛 5-羟甲基-2-呋喃甲酸 光催化
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