摘要gydF4y2Ba
在负载金属纳米颗粒催化氧化反应，氧作为终端氧化剂，氧还原速率可以是一个限制因素。醇的氧化脱氢反应就是一个例子，这是现代商业应用的一类重要反应gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba．负载金纳米颗粒对乙醇脱氢生成醛具有很高的活性gydF4y2Ba4gydF4y2Ba但对氧还原效果较差gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba．相比之下，负载的钯纳米颗粒具有高效的氧还原效果gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba．这种不平衡可以通过将金与钯合金化来克服，从而增强两种反应的活性gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba；然而，合金的电化学电位介于两种金属之间，这意味着尽管可以改善合金中的氧还原，但脱氢活性往往受到限制。在这里，我们表明，通过在双金属碳负载催化剂中分离金和钯组分，与相应的合金催化剂相比，我们几乎可以将反应速率提高一倍。我们使用碳支持的单金属金和钯催化剂的物理混合物，以及由分离的金和钯区域组成的双金属催化剂来证明这一点。此外，我们在电化学上证明了这种增强是由于在孤立的金和钯位点上发生的单独的氧化还原过程的耦合。这种协同氧化还原增强催化效应的发现为多组分多相催化剂的设计提供了一种方法。gydF4y2Ba
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参考文献gydF4y2Ba
马勒特，T. & Baiker, A.醇与分子氧在固体催化剂上的氧化。gydF4y2Ba化学。牧师。gydF4y2Ba104gydF4y2Ba， 3037-3058(2004)。gydF4y2Ba
徐玉娟，薛明娜，潘达罗斯，V, Béland，徐玉娟，M.精细化工中非均相催化醇氧化的研究。gydF4y2BaOrg。进程Res. Dev。gydF4y2Ba19gydF4y2Ba， 1554-1558(2015)。gydF4y2Ba
谢尔登，R. A.，阿伦兹，I. W. C. E.，布林克，G. J.， Ten， & Dijksman, A. Green，醇的催化氧化。gydF4y2BaAcc。化学。Res。gydF4y2Ba35gydF4y2Ba， 774-781(2002)。gydF4y2Ba
Abad, A.， Concepción, P.， Corma, A. & García, H.，金和载体之间的协同作用诱导了醇的选择性氧化。gydF4y2BaAngew。化学。Int。艾德。gydF4y2Ba44gydF4y2Ba， 4066-4069(2005)。gydF4y2Ba
Kulkarni, A.， Siahrostami, S.， Patel, A. & Nørskov, J. K.了解氧还原反应中的催化活性趋势。gydF4y2Ba化学。牧师。gydF4y2Ba118gydF4y2Ba， 2302-2312(2018)。gydF4y2Ba
Nørskov, J. K.等。燃料电池阴极氧还原过电位的起源。gydF4y2Ba期刊。化学。BgydF4y2Ba108gydF4y2Ba， 17886-17892(2004)。gydF4y2Ba
朱，等。优化AuPd纳米合金催化剂的表面电荷以增强催化活性。gydF4y2BaCommun Nat。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， 1428(2019)。gydF4y2Ba
Enache, D. I.等。Au-Pd /TiO无溶剂氧化伯醇制醛gydF4y2Ba2gydF4y2Ba催化剂。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba311gydF4y2Ba， 362-365(2006)。gydF4y2Ba
特林德，段哲，韩克尔曼，郭敬明，区荣美gydF4y2BaxgydF4y2BaPdgydF4y2Ba(300 -gydF4y2BaxgydF4y2Ba）gydF4y2Ba合金纳米粒子用于碱性介质中的氧还原反应。gydF4y2BaChemElectroChemgydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 3824-3831(2020)。gydF4y2Ba
赫钦斯，G. J. & Kiely, C. J.负载金钯纳米颗粒的合成策略与控制形态和组成。gydF4y2BaAcc。化学。Res。gydF4y2Ba46gydF4y2Ba， 1759-1772(2013)。gydF4y2Ba
王安，刘晓燕，牟春英，张涛。理解金双金属催化剂的协同效应。gydF4y2Baj . Catal。gydF4y2Ba308gydF4y2Ba， 258-271(2013)。gydF4y2Ba
王丹，维拉A，波塔F.， Prati L.，苏D.双金属金/钯催化剂:纳米结构与协同效应的相关性。gydF4y2Ba期刊。化学。CgydF4y2Ba112gydF4y2Ba， 8617-8622(2008)。gydF4y2Ba
高，F. & Goodman, D. W. Pd-Au双金属催化剂:从平面模型和(支持的)纳米颗粒了解合金效应。gydF4y2Ba化学。Soc。牧师。gydF4y2Ba41gydF4y2Ba， 8009-8020(2012)。gydF4y2Ba
韩胜，马林。Pd-Au双金属模型催化剂的催化反应。gydF4y2BaAcc。化学。Res。gydF4y2Ba54gydF4y2Ba， 379-387(2020)。gydF4y2Ba
戴维斯，S. E.， Ide, M. S. &戴维斯，R. J.醇和醛在金属纳米颗粒上的选择性氧化。gydF4y2Ba绿色化学。gydF4y2Ba15gydF4y2Ba， 17-45(2013)。gydF4y2Ba
Parmeggiani, C.， Matassini, C. & Cardona, F.向可持续有氧酒精氧化迈进了一步:基于固体载体上过渡金属的新型和改进的催化剂。gydF4y2Ba绿色化学。gydF4y2Ba19gydF4y2Ba， 2030-2050(2017)。gydF4y2Ba
Pelaez等人。环境用可见光活性二氧化钛光催化剂的研究进展。gydF4y2Ba达成。Catal。BgydF4y2Ba125gydF4y2Ba， 331-349(2012)。gydF4y2Ba
戈尔伯格，D.等人。氮化硼纳米管和纳米片。gydF4y2BaACSgydF4y2Ba纳米gydF4y2Ba4gydF4y2Ba， 2979-2993(2010)。gydF4y2Ba
索勇，庄丽丽，陆杰。钯合金氧还原催化剂设计中的第一性原则。gydF4y2BaAngew。化学。Int。艾德gydF4y2Ba．gydF4y2Ba46gydF4y2Ba， 2862-2864(2007)。gydF4y2Ba
张志刚，王志刚，张志刚，张志刚，张志刚，张志刚。金/水界面选择性氧化催化反应的研究进展。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba330gydF4y2Ba， 74-78(2010)。gydF4y2Ba
韩，Y. F.等。Au对H的合成有促进作用gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba直接从HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba和OgydF4y2Ba2gydF4y2Ba负载Pd-Au合金催化剂。gydF4y2Ba期刊。化学。CgydF4y2Ba111gydF4y2Ba， 8410-8413(2007)。gydF4y2Ba
Chadderdon, d.j.等人。负载金和钯双金属纳米颗粒电催化氧化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃羧酸。gydF4y2Ba绿色化学。gydF4y2Ba16gydF4y2Ba， 3778-3786(2014)。gydF4y2Ba
朱毅，等。通过稳定钙钛矿中钯的异常氧化态，提高钯的氧还原反应活性。gydF4y2Ba化学。板牙。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba， 3048-3054(2015)。gydF4y2Ba
林格森，B. R.等人。高功率密度的微型微生物燃料电池使用gydF4y2BaShewanella oneidensisgydF4y2BaDSP10。gydF4y2Ba环绕。科学。抛光工艺。gydF4y2Ba40gydF4y2Ba， 2629-2634(2006)。gydF4y2Ba
相等球体的密集的非结晶堆积。gydF4y2BaActa结晶。gydF4y2Ba15gydF4y2Ba， 916-918(1962)。gydF4y2Ba
Siyo, B.等人。载体对羟甲基糠醛在预制Pd纳米颗粒材料上有氧氧化成FDCA的影响。gydF4y2Ba达成。Catal。一个gydF4y2Ba478gydF4y2Ba， 107-116(2014)。gydF4y2Ba
Villa, A.， Schiavoni, M.， Campisi, S.， Veith, g.m. & Prati, L. pd修饰的Au在碳上作为HMF直接氧化成2,5-呋喃羧酸的有效和持久的催化剂。gydF4y2BaChemSusChemgydF4y2Ba6gydF4y2Ba， 609-612(2013)。gydF4y2Ba
韩，x等。Pt/ C-O-Mg催化剂上5-羟甲基糠醛无碱有氧氧化制2,5-呋喃羧酸。gydF4y2Ba绿色化学。gydF4y2Ba18gydF4y2Ba， 1597-1604(2016)。gydF4y2Ba
Zhou, C.等。功能化碳纳米管用于生物质转化:在碳纳米管催化剂负载的铂上，5 -羟甲基糠醛无碱有氧氧化生成2,5 -呋喃羧酸。gydF4y2BaChemCatChemgydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 2853-2863(2015)。gydF4y2Ba
Artz, J. & Palkovits, R. 5 -羟甲基糠醛在共价三嗪框架钌催化剂上的无碱水相氧化。gydF4y2BaChemSusChemgydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 3832-3838(2015)。gydF4y2Ba
米什拉，D. K.等。MnCogydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba尖晶石负载钌催化剂在水相和无碱条件下空气氧化HMF制FDCA。gydF4y2Ba绿色化学。gydF4y2Ba19gydF4y2Ba， 1619-1623(2017)。gydF4y2Ba
Schade, O.等人。金粒径对5-羟甲基糠醛催化氧化反应的影响。gydF4y2Ba催化剂gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， 342(2020)。gydF4y2Ba
Megías‐Sayago, C.等人。甲基糠醛氧化反应中金颗粒大小对Au/C催化剂选择性的影响。gydF4y2BaChemCatChemgydF4y2Ba12gydF4y2Ba， 1177-1183(2020)。gydF4y2Ba
Ferraz, C. P.等。5-羟甲基糠醛和糠醛无碱氧化在AuPd嵌入双金属纳米颗粒上。gydF4y2Ba催化剂gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， 75(2020)。gydF4y2Ba
杨，J.等。CaMn氧化物氧配位环境对Pd负载催化剂5-羟甲基-2-糠醛有氧氧化性能的影响。gydF4y2BaCatal。科学。抛光工艺。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 6659-6668(2019)。gydF4y2Ba
刘，Y.等。活性氧促进了5-羟甲基-2-糠醛在面特异性铂纳米晶上的催化氧化。gydF4y2BaACS Catal。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 8306-8315(2019)。gydF4y2Ba
Megias-Sayago, C.等。金催化剂上5-羟甲基糠醛氧化成2,5-呋喃羧酸反应中酸位点的作用:Ce的表面研究gydF4y2BaxgydF4y2BaZrgydF4y2Ba1−gydF4y2BaxgydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba化合物。gydF4y2BaACS Catal。gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 11154-11164(2018)。gydF4y2Ba
于，K.等。双掺杂对Pt/3DOM-Ce电子转移和催化性能的促进作用gydF4y2Ba1−gydF4y2BaxgydF4y2BaBixOgydF4y2Ba2−gydF4y2BaδgydF4y2Ba．gydF4y2Baj . Catal。gydF4y2Ba365gydF4y2Ba， 292-302(2018)。gydF4y2Ba
Schade, o.r.， Kalz, K. F.， Neukum, D.， Kleist, W. & Grunwaldt, J. D.负载金和银基催化剂，用于5-(羟甲基)糠醛选择性有氧氧化成2,5-呋喃羧酸和5-羟甲基-2-呋喃羧酸。gydF4y2Ba绿色化学。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba， 3530-3541(2018)。gydF4y2Ba
马苏德，N.， Donoeva, B. & de Jongh, P. E.介孔二氧化硅负载金纳米催化剂氧化5-羟甲基糠醛为呋喃-2,5-二羧酸的稳定性。gydF4y2Ba达成。Catal。一个gydF4y2Ba561gydF4y2Ba， 150-157(2018)。gydF4y2Ba
Wan, X.等。功能化碳纳米管负载金钯合金纳米颗粒催化5-羟甲基糠醛在水中无碱有氧氧化生成2,5-呋喃羧酸。gydF4y2BaACS Catal。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba， 2175-2185(2014)。gydF4y2Ba
Bonincontro, D.等。在温和的反应条件下，AuPd-nNiO是HMF无碱氧化的有效催化剂。gydF4y2Ba绿色化学。gydF4y2Ba21gydF4y2Ba， 4090-4099(2019)。gydF4y2Ba
Gui, Z.等。羟基碳酸锌负载金钯水溶液中5‐羟甲基糠醛的高效好氧氧化。gydF4y2BaChemCatChemgydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 3636-3643(2016)。gydF4y2Ba
Kerdi, F.等人。评价碳的表面性质和孔结构对负载Ru催化剂在羟甲基糠醛水相好氧氧化制FDCA活性的影响。gydF4y2Ba达成。Catal。一个gydF4y2Ba506gydF4y2Ba， 206-219(2015)。gydF4y2Ba
Ait Rass, H.， Essayem, N. & Besson, M. 5‐HMF选择性有氧氧化制2,5‐呋喃羧酸与Pt催化剂负载在TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba‐和ZrOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba的基础支持。gydF4y2BaChemSusChemgydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 1206-1217(2015)。gydF4y2Ba
陈，H.等。铂纳米颗粒在低表面积氧化锆上的原子层沉积用于5-羟甲基糠醛高效无碱氧化成2,5-呋喃羧酸。gydF4y2Ba达成。Catal。一个gydF4y2Ba555gydF4y2Ba， 98-107(2018)。gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
我们感谢伦敦大学学院和卡迪夫大学的L. Kang和R. Wang在电子显微镜方面的访问和协助;以及钻石光源，用于访问光束线E01(提案编号EM18909)。C.J.K.感谢国家科学基金会主要研究仪器计划(GR# MRI/DMR-1040229)的资助。S.M.A.感谢沙特阿拉伯政府为他提供博士奖学金。x.h和q.h感谢卡迪夫大学化学学院的财政支持。q.h还感谢新加坡国家研究基金会(NRF)在其NRF奖学金(NRF- nrff11 -2019-0002)下的支持。K.W.和L.Z.感谢中国留学基金委的资助。XPS数据收集在EPSRC国家XPS设施(“HarwellXPS”)进行，由卡迪夫大学和伦敦大学学院运营，合同编号PR16195。我们感谢卡迪夫大学和马克斯·普朗克基础多相催化中心(FUNCAT)的财政支持。gydF4y2Ba
作者信息gydF4y2Ba
作者及隶属关系gydF4y2Ba
贡献gydF4y2Ba
x.h.， o.a.， m.d.， r.j.l.， s.p.， P.J.M.和G.J.H.对研究的设计做出了贡献。X.H, O.A, L.Z, I.T.D, R.J.L, k.w.， J.F.和F.W.进行了实验和数据分析。O.A.和X.H.构想了这个机制。X.H, o.a.， m.d.， R.J.L, s.p.， P.J.M, g.s.， d.b.， s.m.， c.j.k和g.j.h提供技术支持，概念建议和结果解释。X.H、O.A、S.P、g.s.、D.J.M、S.M.A、T.E.D、q.h、C.J.K.对催化剂进行表征并进行相应的数据处理。md, o。a。d。b。和g。j。h写了手稿。X.H.编写了扩展数据图和表。x.h.， o.a.， m.d.， r.j.l.， s.p.， g.s.， d.b.， s.m.， c.j.k和G.J.H对两份文件进行了评论和修改。所有作者都对工作进行了讨论和贡献。gydF4y2Ba
相应的作者gydF4y2Ba
道德声明gydF4y2Ba
相互竞争的利益gydF4y2Ba
作者声明没有利益竞争。gydF4y2Ba
同行评审gydF4y2Ba
同行评审信息gydF4y2Ba
自然gydF4y2Ba感谢王斌和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。gydF4y2Ba
额外的信息gydF4y2Ba
出版商的注意gydF4y2Ba施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba
扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba
扩展数据图1用于催化剂制备的溶胶-固定方法的图解表示。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，单金属Au/C和Pd/C。gydF4y2BabgydF4y2Ba,非盟= Pd / C。gydF4y2BacgydF4y2Ba， Au@Pd/C催化剂。gydF4y2BadgydF4y2Ba，合金Au-Pd /C。gydF4y2BaegydF4y2Ba，用于热催化实验的反应器设置示意图。gydF4y2Ba
图2水溶液HMF在一系列Au/Pd催化剂上氧化的时间在线数据及其TOF。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba非盟/ C。gydF4y2BabgydF4y2BaPd / C。gydF4y2BacgydF4y2Ba， Au-Pd /C合金。gydF4y2BadgydF4y2Ba， Au/C + Pd/C的物理混合物。gydF4y2BaegydF4y2BaAu@Pd / C。gydF4y2BafgydF4y2Ba， Au/C, 30min后再加入Pd/C。gydF4y2BaggydF4y2Ba， Au/C, 30min后加入C。反应条件:HMF (0.1 M);NaHCOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba(0.4);HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO(16毫升);Au/C: 72.1 mg;Pd/C: 71 mg;Au-Pd /C合金:143.1 mg;Au@Pd/C: 143.1 mg;C: 71毫克;80°C;gydF4y2BapgydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 3巴。关键字:FDCA产率(■)、FFCA产率(♦)、HMFCA产率(▲)、HMF转化率(gydF4y2Ba●gydF4y2Ba)、质量平衡(*)。相关的误差条对应于平均值±s.d。（gydF4y2BangydF4y2Ba= 5)。gydF4y2BahgydF4y2Ba，不同量Pd/C(▲)和C (gydF4y2Ba●gydF4y2Ba)加入Au/C(72.1毫克);在没有Au/C的情况下，也显示了不同数量Pd/C所显示的ODH活性(◂)。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，在Au/C + Pd/C(▲)和Au/C(♦)物理混合物上，氧分压(0.6 ~ 3.0 bar)对ODH活性的影响。反应条件用于gydF4y2BahgydF4y2Ba而且gydF4y2Ba我gydF4y2Ba在方法中给出。gydF4y2BajgydF4y2Ba，每种催化剂在5 min反应时间内的HMF转化率、初始速率和TOF概述。根据所提出的粒径分布，使用麦凯模型估计每种催化剂中可用的总活性位点gydF4y2Ba25gydF4y2Ba．关于如何计算tof的进一步信息，可以在方法中找到。gydF4y2Ba
图3 Au/C、Pd/C、Au - Pd/C合金、Au/C + Pd/C物理混合物和Au@Pd/C催化剂在一系列醇氧化反应中的催化性能gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，甘油氧化。gydF4y2BabgydF4y2Ba，乙醇氧化。gydF4y2BacgydF4y2Ba， 5-甲酰-2-呋喃羧酸(FFCA)氧化。gydF4y2BadgydF4y2Ba， 5-羟甲基呋喃酸(HMFCA)氧化。反应条件均列在《方法》中。gydF4y2BaegydF4y2Ba，本文研究的各种催化剂在线5和15 min后HMF氧化反应的转换值。反应条件:HMF (0.1 M);NaHCOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba(0.4);HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO(16毫升);非盟/ (C / TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/BN): 72.1 mg, Pd/(C/TiO .gydF4y2Ba2gydF4y2Ba/BN): 71 mg, Au@Pd/C, Au-Pd /(C/TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/BN)和Au/(C/TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/BN) + Pd/(C/TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/BN): 143.1 mg;80°C;gydF4y2BapgydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 3巴;反应时间:5分钟和15分钟。*介绍了在HMF氧化中裸支架的测试，HMF (0.1 M);NaHCOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba(0.4);HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO(16毫升);C / TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/BN: 60 mg;80°C;gydF4y2BapgydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 3巴;反应时间:30分钟。gydF4y2Ba
扩展数据图4 Au/C + Pd/C(物理混合物)催化剂用于HMF氧化一个循环后的电镜分析。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，具有代表性的互补BF-和HAADF-STEM显微照片显示金属纳米颗粒大小和空间分布。gydF4y2BacgydF4y2Ba，支持Au粒子的C晶粒的原子分辨率HAADF-STEM显微照片。gydF4y2BadgydF4y2Ba， C晶粒支持Pd粒子，证实Au和Pd在反应条件下仍然分离。gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2BafgydF4y2Ba，催化剂中单个Au粒子和Pd粒子的代表性XEDS谱。催化反应后未观察到金或钯迁移或混合的证据。gydF4y2Ba
扩展数据图5 XPS数据。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba， Au 4gydF4y2BafgydF4y2Ba而且gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba， Pd 3gydF4y2BadgydF4y2Ba/非盟4gydF4y2BadgydF4y2BaAu/C和Pd/C单金属催化剂作为物理混合物在典型的HMF氧化反应前后的区域。其中,gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，新鲜Au/C;gydF4y2BabgydF4y2Ba，使用Au/C;gydF4y2BacgydF4y2Ba，新鲜Pd/C;而且gydF4y2BadgydF4y2Ba，使用Pd/C。物理混合Au/C + Pd/C催化剂和Au@Pd/C催化剂的TPR数据gydF4y2BaegydF4y2Ba、以前及gydF4y2BafgydF4y2Ba， HMF氧化后。gydF4y2Ba
图6 Au/Pd催化剂上氢甲基糠醛水溶液的电化学和热催化氧化。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba、不同催化剂对HMF热催化氧化和电催化氧化的关系。对于热催化实验，初始速率为5分钟的反应。电流密度来自于在相应的CV实验中观察到的最大值(图。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)．相关的误差条对应于平均值±s.d。（gydF4y2BangydF4y2Ba= 3)。gydF4y2BabgydF4y2Ba，在单金属和双金属Au-Pd催化剂上，水基HMF氧化。反应条件:HMF (0.1 M);NaOH (0.4 M);HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO(16毫升);25°C;gydF4y2BapgydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 3巴;30分钟;催化剂用量为Au@Pd/C和Au - Pd/C:143.1 mg, Au/C: 72.1 mg, Pd/C: 71 mg，碳平衡:约92%。gydF4y2BacgydF4y2Ba，电流密度(电极表面积归一化为0.07 cm)下短路的催化性能gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)在单个细胞中作为时间的函数产生。反应条件:0.1 M NaOH和0.02 M HMF加入50 ml HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO;Au(工作电极)和Pd或C(对电极);25°C;OgydF4y2Ba2gydF4y2Ba流量:50毫升/分钟gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba．gydF4y2BadgydF4y2Ba， h型双电池由Au作为N的阳极组成gydF4y2Ba2gydF4y2Ba流，Pd作为阴极在一个OgydF4y2Ba2gydF4y2Ba流。两个细胞通过阴离子交换膜连接。反应条件:每个细胞含有0.1 M NaOH和0.02 M HMF在35 ml HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO;25°C;气体流量OgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/ NgydF4y2Ba2gydF4y2Ba: 50 ml mingydF4y2Ba－1gydF4y2Ba．gydF4y2BaegydF4y2Ba反应条件:0.1 M NaOH和0.02 M HMF加入50 ml HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO, 25°c, ngydF4y2Ba2gydF4y2Ba流量:50毫升/分钟gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba；ii:和i一样，除了OgydF4y2Ba2gydF4y2Ba流量:50毫升/分钟gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba；iii:每个细胞含有0.1 M NaOH和0.02 M HMF在35 ml HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba25°c, OgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/ NgydF4y2Ba2gydF4y2Ba流量:50毫升/分钟gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba；iv:除Au和Pd电极断开外，与iii相同;v-与iii相同，只是Pd/C的质量加倍了。gydF4y2Ba
图7 Au=Pd/C催化剂中纳米颗粒的代表性STEM-HAADF图像和X-ED光谱及其活性。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba， Au = Pd/C催化剂的低倍率STEM-HAADF图像。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba，从单个纳米颗粒获得的X-ED光谱显示，仅au和仅pd纳米颗粒。gydF4y2BadgydF4y2Ba，在这种Au=Pd/C催化剂中偶尔发现的类似janus粒子的STEM-HAADF图像和相应的X-ED光谱(入口)。gydF4y2BaegydF4y2Ba，活动与物理混合物的比较gydF4y2BafgydF4y2Ba．反应条件:HMF (0.1 M);NaHCOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba(0.4);HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO(16毫升);Au/C: 72.1 mg;Pd/C: 71 mg;Au=Pd/C: 143.1 mg;80°C;gydF4y2BapgydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 3巴;反应时间:30分钟。相关的误差条对应于平均值±s.d。（gydF4y2BangydF4y2Ba= 3)。gydF4y2Ba
扩展数据图8 Au@Pd/C催化剂一次用于HMF氧化后的电镜分析。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，具有代表性的互补对BF-和HAADF-STEM显微照片显示金属纳米颗粒的大小和空间分布。gydF4y2BacgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaegydF4y2Ba，粒子的原子分辨率HAADF-STEM显微照片。e中的黄色箭头突出了某些原子列，这些原子列在对比中显得较低，表明钯与金矩阵的某种合金化。gydF4y2BafgydF4y2Ba，从典型的纳米颗粒中获得了具有代表性的XEDS光谱，显示Au和Pd的存在。gydF4y2Ba
扩展数据图9制备的Au/Pd催化剂在HMF氧化反应中的重复使用数据。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba， Au@Pd/C催化剂。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba，物理混合物Au/C + Pd/C催化剂。反应条件:HMF (0.1 M);NaHCOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba(0.4);HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO(16毫升);Au/C: 72.1 mg;Pd/C: 71 mg;Au@Pd/C: 143.1 mg;80°C;gydF4y2BapgydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 3巴;反应时间:60分钟。关键字:FDCA产率(■)、FFCA产率(♦)、HMFCA产率(▲)、HMF转化率(gydF4y2Ba●gydF4y2Ba)、质量平衡(*)。gydF4y2Ba
权利和权限gydF4y2Ba
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引用本文gydF4y2Ba
黄，X, Akdim, O.， Douthwaite, M.。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba金钯分离增强了醇氧化的双金属催化作用。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba603gydF4y2Ba， 271-275(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-04397-7gydF4y2Ba
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发行日期gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
DOIgydF4y2Ba：gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1038/s41586-022-04397-7gydF4y2Ba
这篇文章被引用gydF4y2Ba
有机合成电催化剂的缺陷工程gydF4y2Ba
纳米研究gydF4y2Ba（2022）gydF4y2Ba
稳定的金纳米颗粒限制在氮化硼壳优化氧化脱硫gydF4y2Ba
纳米研究gydF4y2Ba（2022）gydF4y2Ba
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