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A oxidação de 5-hidroximetilfurfural em ácido 2,5-furandicarboxílico é uma transformação importante para a produção de polímeros à base de biomassa. Catalisadores de ouro suportados em carbono apresentam grande promessa para essa transformação. Aqui demonstramos que a atividade, seletividade e estabilidade das nanopartículas de ouro suportadas em carbono na oxidação de 5-hidroximetilfurfural dependem fortemente das propriedades de superfície do suporte de carbono. Nanopartículas de ouro suportadas em materiais de carbono básicos com baixa densidade de grupos funcionais demonstram maior atividade na oxidação de 5-hidroximetilfurfural (TOFAu de até 1195 h-1), maior seletividade para o ácido 2,5-furandicarboxílico e melhor estabilidade em comparação com nanopartículas de ouro suportadas em materiais de carbono com grupos de superfície ácidos. Grupos de superfície de suportes de carbono básicos que estão carregados positivamente nas condições da reação resultam em uma maior adsorção e concentração local de íons hidroxila, que atuam como cocatalisadores para o ouro e aumentam a desidrogenação catalisada por ouro. Grupos de superfície negativamente carregados de carbonos ácidos repelem as hidroxilas e os ânions monoácidos intermediários, o que leva a menores taxas de reação e uma alta seletividade em relação ao ácido 2,5-hidroximetilfurancarboxílico. Compreender o papel da carga de superfície do suporte e da concentração local de ânions hidroxila fornece uma base para o design racional da química de superfície do suporte de carbono ideal para catalisadores altamente ativos, seletivos e estáveis para a oxidação de 5-hidroximetilfurfural e reações relacionadas.
Donoeva et al. (Qua,) estudaram essa questão.