通过构筑异相界面增强对羟基和醛基的吸附来提升生物质电氧化性能

Co3O4具有较好的5-羟甲基糠醛(HMF)电氧化(HMFOR)潜力,但本征活性较低.在此,我们通过制备Cu掺杂的Co3O4(Cu-Co3O4)和CuO异相界面(Cu-Co3O4/CuO)对Co3O4进行了修饰.随着铜物种的引入,催化剂的电子结构得到了有效调控,电子优先从Co转移到Cu,表明了两组份间强烈的电子相互作用.电化学结果表明,与Cu-Co3O4和纯Co3O4相比,Cu-Co3O4/CuO具有更低的过电位、更快的反应动力学速率和更高的周转频率.实验结果和理论计算表明,由于与醛基和羟甲基的相互作用增强,Cu-Co3O4/CuO对HMF吸附增强.此外,Cu-Co3O4/CuO对呋喃环的吸附依赖相对减弱,加速了对醛基的氧化.本研究为高效HMFOR电催化剂的开发提供了重要参考.