近日，澳门太阳城(中国)官方网站 （以下简称“生物医学所”）研发出木质素碳基钴-锰双原子低温催化体系，可在65℃温和条件下实现5-羟甲基糠醛（HMF）100%转化、2,5-呋喃二羧酸（FDCA）99.9%产率，性能优于现有高温催化体系，为生物基材料替代PET提供了高效低成本新路径。相关成果发表于国际化工领域三大顶级期刊之一《Chemical Engineering Science》。
以可再生生物质资源构建绿色低碳生物基化合物供给体系，是突破资源高效利用瓶颈、推动可持续发展的重要技术方向。生物质糖衍生5-羟甲基糠醛（HMF）作为一种重要的生物基平台化合物，可进一步转化为多种高附加值生物基化学品，其氧化产物2,5-呋喃二羧酸（FDCA）更是制备生物基聚呋喃酸酯（PEF）的核心单体，有望替代传统PET，市场前景广阔。然而，传统FDCA合成路线多依赖贵金属催化体系，长期面临成本高、反应温度高及催化效率不足等瓶颈，难以满足高效转化需求，制约其规模化应用。
针对上述技术痛点，生物医学所生物质糖化创新团队开发出一种木质素碳基钴-锰双原子低温催化体系，可在65 ℃温和条件下实现HMF转化率100%、FDCA产率99.9%，优于当前已报道的高温催化体系，同时该催化体系表现出优异的循环稳定性。研究团队通过同步辐射表征及理论计算揭示，催化剂中钴、锰单原子构筑的不对称CoN3-MnN3双原子配位结构，可显著增强HMF吸附及电子转移能力，优化反应的决速步骤、降低反应能垒，从而实现FDCA的低温高效合成。
该成果已于近期发表在国际化工领域三大顶级期刊之一《Chemical Engineering Science》，联合培养硕士生彭其达为第一作者，李明富副研究员、张平军正高级工程师和蒋丽群研究员为共同通讯作者。本研究获得了广东省自然科学基金、广东省科学院发展专项及广东省科技计划专项等相关项目资助。
附图 生物质木质素碳基Co-Mn双单原子不对称配位高效催化HMF合成FDCA.
论文信息：
Qida Peng, Huihui Su, Jiannan Qin, Hao Cheng, Mingfu Li, Pingjun Zhang, Liqun Jiang, Lignin-based Co–Mn dual single-atom catalyst with asymmetric coordination for efficient oxidation of 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-furandicarboxylic acid, Chemical Engineering Science 2026, 124699.
原文链接：//doi.org/10.1016/j.ces.2026.124699.
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