用可再生碳源取代化石资源对化学品的可持续生产至关重要，因此，电催化生物质以实现醇氧化反应(BDAOR)为化学品的可持续生产提供了广阔的前景。然而，将醇选择性电氧化为增值醛化合物仍然具有挑战性。

在此，清华大学段昊泓课题组制备出负载在氧化镍上的单原子钌(Ru₁-NiO)，并将其作为选择性生产醛的催化剂在中性介质中电催化BDAOR。

在1.0 M磷酸盐缓冲溶液(PBS)中进行HMF氧化反应(HMFOR)，Ru₁-NiO在10 mA cm^-2电流密度下的过电位低至1.283 V。此外，反应的主要产物为2,5-二甲酰呋喃(DFF)，在1.5 V处的最佳选择性为90%，远高于相同条件下碱性介质中的值。这表明HMFOR的选择性是由电解质pH决定，中性介质比碱性介质更有利于醛生产。

通过结合循环伏安法(CV)、拉曼光谱和电化学阻抗谱(EIS)分析，研究人员发现Ru₁-NiO的高活性源于单原子Ru位点上显著增强的水解离过程，单原子Ru通过促进水解离产生OH*来促进中性介质中对HMF的氧化。

此外，Ru₁-NiO还可以扩展到糠醇、乙二醇、1,3-丙二醇、甘油和苯醇电氧化成相应的醛。该项工作揭示了水解离在中性BDAORs中的重要作用，推进了生物质转化为增值化学品的进一步发展。

Selective Electrooxidation of Biomass-Derived Alcohols to Aldehydes in a Neutral Medium: Promoted Water Dissociation over a Nickel-Oxide-Supported Ruthenium Single-Atom Catalyst. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202200211