Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Redox-Switchable Single-Atom Catalyst Enables Efficient Aqueous Hydroxymethylfurfural Oxidation

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15640%2F25%3A73633283" target="_blank" >RIV/61989592:15640/25:73633283 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/61989100:27640/25:10259337

  • Výsledek na webu

    <a href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.5c06280" target="_blank" >https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.5c06280</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1021/acscatal.5c06280" target="_blank" >10.1021/acscatal.5c06280</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Redox-Switchable Single-Atom Catalyst Enables Efficient Aqueous Hydroxymethylfurfural Oxidation

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The selective aerobic oxidation of biomass-derived 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5-diformylfuran (DFF) is a pivotal step toward biobased polymers, pharmaceuticals, and fuels. Yet, most high-performance catalysts require noble metals and organic solvents and lose activity in water. Here, we report a robust and recyclable heterogeneous catalyst comprising mixed-valence single-atom iron dimers anchored on nitrogen-doped graphene acid (Fe-NGA), which mimics the powerful oxidation center in nonheme diiron oxidases. Spectroscopic and theoretical studies reveal a redox-flexible Fe2+/Fe3+ manifold that, under basic aqueous conditions, evolves into a Fe3+-Fe4+ ferryl species capable of highly selective proton-coupled two-electron oxidations. Fe-NGA achieves 97% HMF conversion with 95% DFF selectivity, a turnover frequency of 17.3 h-1, and a specific productivity of 12.5 mmolDFF gcat -1 h-1 in pure water, surpassing state-of-the-art homogeneous and heterogeneous catalysts. The catalyst is stable with very low performance loss for at least six reactions. By merging such functionalities within a stable and reusable heterogeneous framework, Fe-NGA provides a benchmark earth-abundant catalyst for the effective oxidation of renewable feedstocks.

  • Název v anglickém jazyce

    Redox-Switchable Single-Atom Catalyst Enables Efficient Aqueous Hydroxymethylfurfural Oxidation

  • Popis výsledku anglicky

    The selective aerobic oxidation of biomass-derived 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5-diformylfuran (DFF) is a pivotal step toward biobased polymers, pharmaceuticals, and fuels. Yet, most high-performance catalysts require noble metals and organic solvents and lose activity in water. Here, we report a robust and recyclable heterogeneous catalyst comprising mixed-valence single-atom iron dimers anchored on nitrogen-doped graphene acid (Fe-NGA), which mimics the powerful oxidation center in nonheme diiron oxidases. Spectroscopic and theoretical studies reveal a redox-flexible Fe2+/Fe3+ manifold that, under basic aqueous conditions, evolves into a Fe3+-Fe4+ ferryl species capable of highly selective proton-coupled two-electron oxidations. Fe-NGA achieves 97% HMF conversion with 95% DFF selectivity, a turnover frequency of 17.3 h-1, and a specific productivity of 12.5 mmolDFF gcat -1 h-1 in pure water, surpassing state-of-the-art homogeneous and heterogeneous catalysts. The catalyst is stable with very low performance loss for at least six reactions. By merging such functionalities within a stable and reusable heterogeneous framework, Fe-NGA provides a benchmark earth-abundant catalyst for the effective oxidation of renewable feedstocks.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    ACS Catalysis

  • ISSN

    2155-5435

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    15

  • Číslo periodika v rámci svazku

    24

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    12

  • Strana od-do

    "20997–21008"

  • Kód UT WoS článku

    001632682000001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105024490414