Catalizadores a base de metales nobles para la oxidación selectiva de HMF a FDCA: Progreso en el mecanismo de reacción y sitios activos
Autores: Guo, Yingshuo; Zhao, Yitong; Gao, Shiao; Lv, Binhong; Wu, Zhijie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Catalizadores a base de metales nobles para la oxidación selectiva de HMF a FDCA: Progreso en el mecanismo de reacción y sitios activos
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Química
Palabras clave
Hidroximetilfurfural
FDCA
Catalizadores de metales nobles
Oxidación de HMF
Cálculos teóricos DFT
Sitios activos metálicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El 5-hidroximetilfurfural (HMF) se oxida a ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA), que sirve como una alternativa sostenible al derivado petroquímico ácido tereftálico como monómero de poliéster. Actualmente, los catalizadores de metales nobles que combinan altas tasas de conversión de HMF con selectividad hacia FDCA se han convertido en uno de los sistemas catalíticos más utilizados para la oxidación de HMF. Este artículo resume y discute el progreso de la investigación sobre la oxidación de HMF a FDCA utilizando diferentes catalizadores a base de metales nobles, combinando cálculos teóricos de DFT, introduciendo diversas rutas de reacción y mecanismos de oxidación de HMF. También analiza las características y propiedades electrónicas de los sitios activos metálicos, los efectos geométricos, las interacciones metal-soporte y los efectos de confinamiento, discutiendo y revelando los roles y mecanismos de activación de diferentes sitios activos metálicos, la estructura de los catalizadores, las sustancias activas, los estados de valencia metálica, la actividad y la relación entre el metal y la oxidación de los grupos C=O y OH. Finalmente, presenta opiniones sobre los desafíos y el desarrollo futuro en el diseño de catalizadores a base de metales nobles.
Descripción
El 5-hidroximetilfurfural (HMF) se oxida a ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA), que sirve como una alternativa sostenible al derivado petroquímico ácido tereftálico como monómero de poliéster. Actualmente, los catalizadores de metales nobles que combinan altas tasas de conversión de HMF con selectividad hacia FDCA se han convertido en uno de los sistemas catalíticos más utilizados para la oxidación de HMF. Este artículo resume y discute el progreso de la investigación sobre la oxidación de HMF a FDCA utilizando diferentes catalizadores a base de metales nobles, combinando cálculos teóricos de DFT, introduciendo diversas rutas de reacción y mecanismos de oxidación de HMF. También analiza las características y propiedades electrónicas de los sitios activos metálicos, los efectos geométricos, las interacciones metal-soporte y los efectos de confinamiento, discutiendo y revelando los roles y mecanismos de activación de diferentes sitios activos metálicos, la estructura de los catalizadores, las sustancias activas, los estados de valencia metálica, la actividad y la relación entre el metal y la oxidación de los grupos C=O y OH. Finalmente, presenta opiniones sobre los desafíos y el desarrollo futuro en el diseño de catalizadores a base de metales nobles.