中科院合肥研究院固体所环境与能源纳米材料中心研究人员在ChemSusChem期刊上报道了以商业泡沫镍表面原位生长超薄氢氧化镍纳米片（Ni(OH)2/NF）作为催化阳极，高效电催化氧化生物质衍生物5-羟甲基糠醛（HMF）制备2,5-呋喃二甲酸（FDCA）的研究。
5-羟甲基糠醛作为一种生物质衍生平台化合物，可通过催化氧化、加氢和缩合反应将其制备为高能量密度燃料和化学品如乙酰丙酸、2,5-二甲基呋喃、2,5-呋喃二甲酸、γ-戊内酯等。其中，氧化产物2,5-呋喃二甲酸是石油衍生物对苯二甲酸的理想替代品，在生物基聚合物（例如聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF））的生产中具有巨大的潜在应用前景，受到研究者们的广泛关注。近年来，电催化氧化HMF制备FDCA因其具有能耗低、操作简便、以水为氧源等优点成为一种新兴的有机合成技术。此外，将热力学上有利的HMF电氧化反应与析氢反应（HER）相结合，不仅增加了其附加价值，而且提高了能源利用效率。然而，目前大部分报道的HMF氧化为FDCA的电催化剂制备过程较复杂，不能够进行大规模生产，因此催化剂的工业化应用受到限制。为此，开发一种简便、高效且能大规模制备的电催化剂，可以有效地将5-羟甲基糠醛氧化为2,5-呋喃二羧酸，不仅具有可观的经济价值，而且对催化剂的工业化应用至关重要。
鉴于此，中科院合肥研究院固体所环境与能源纳米材料中心研究人员在室温下利用原位浸渍法，制备了非晶的超薄氢氧化镍纳米片作为阳极催化材料，其展现出优异的电催化氧化性能。本篇工作中的超薄氢氧化镍纳米片催化剂可以在较低的电位下（1.39 V vs RHE）以及在较短的反应时间（90 min）内将HMF完全转化为FDCA，其产量及法拉第效率均达到99%以上。此外，该种催化剂还可以有效地将其他含醇/醛类化合物电催化氧化为目标酸，性能优于目前报道的单金属氢氧化物电催化剂及大部分金属催化剂。同时，本篇工作还探究了HMF电催化氧化为 FDCA的反应途径，也证实了Ni(OH)2/NF优异的催化性能是由于在电催化过程中形成了高价Ni物种。
论文信息： In Situ Growth of Ultrathin Ni(OH)2 Nanosheets as Catalyst for Electrocatalytic Oxidation Reactions Jifang Zhang, Dr. Wanbing Gong, Prof. Huajie Yin, Dongdong Wang, Prof. Yunxia Zhang, Prof. Haimin Zhang, Prof. Guozhong Wang, Prof. Huijun Zhao ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202100811 ChemSusChem
