近日，广东省科学院生物与医学工程研究所生物质糖化创新团队李明富副研究员、蒋丽群研究员等，研发出一种木质素碳基钴-锰双原子低温催化体系。该体系在65℃温和条件下可实现5-羟甲基糠醛（HMF）100%转化、2,5-呋喃二羧酸（FDCA）产率达99.9%，性能优于现有高温催化体系。相关成果发表于《化学工程科学》（Chemical Engineering Science）。
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。研究团队供图
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方向。生物质糖衍生的HMF是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FDCA更是制备生物基聚呋喃酸酯的核心单体，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，研究团队在广东省自然科学基金、广东省科技计划专项等项目资助下，研发出一种木质素碳基钴-锰双原子低温催化体系。同步辐射表征及理论计算揭示，该催化剂中钴、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，优化反应决速步骤、降低反应能垒，从而实现FDCA的低温高效合成。此外，该催化体系表现出优异的循环稳定性。
该研究为生物基聚呋喃酸酯替代PET提供了高效低成本的新技术路径。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ces.2026.124699
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