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尖晶石型CuMn2O4氧化物作为5-羟甲基糠醛向2,5-呋喃二羧酸的好氧氧化催化剂( Spinel CuMn2O4 oxide as a superior catalyst for the aerobic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural toward 2,5-furandicarboxylic acid in water solvent )
X Wan N Tang Q Xie S Zhao Y Yang
采用冷冻辅助溶胶-凝胶法制备了尖晶石氧化物CuMn2O4，并在水溶剂中对5-羟甲基糠醛(HMF)向2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的好氧氧化反应进行了研究。结果表明，CuMn2O4尖晶石氧化物催化剂的FDCA收率最高(92.1%)，连续运行6次后，催化剂可在空气中煅烧再生，优于其它几种锰基尖晶石催化剂和单氧化物催化剂。动力学研究表明，HMF→2,5-二甲酰呋喃→5-甲酰呋喃-2-羧酸(FFCA)→FDCA是反应的主要途径，FFCA在尖晶石CuMn2O4上的氧化是决定反应速率的步骤。表征结果表明，Mn物种的富集和适当的Mn4+/Mn3+比值、Cu2+/Cu+比值和Cu/Mn比值提供了合适的Olatt/OADS比值，通过补充氧空位促进了Olatt消耗和Olatt生成之间的氧迁移率。CuMn2O4尖晶石中Mn和Cu的协同作用抑制了二次反应，加快了反应速率，促进了FDCA的生成。
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