浙江工业大学胡钟霆/田金树/李小年Nature Communications：异质化电子桥结构强化热催化SCO多电子转移动力学

背景：生物质能源是能源转型的关键支柱，将5-羟甲基糠醛（HMF）高效催化氧化为2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是合成生物基塑料PEF的核心环节，但现有贵金属催化剂成本高、资源稀缺，且反应涉及六电子转移，动力学迟缓，中间产物易积累，制约了非贵金属体系的发展。研究目的：针对HMF氧化为FDCA过程中多电子转移动力学迟缓的难题，通过在尖晶石CoMn2O4中重构Mn-O-Co电子桥，构建Mn4+-O2--Co3+异质化电子桥结构，以增强电子定向流动，提升催化效率。结论：该异质电子桥结构通过抑制Jahn-Teller畸变、形成能级梯度和动态电子补偿机制，实现了六电子高效协同转移，使FDCA生成速率达1635 μmol·g-1·h-1，产率达98.1%，且催化剂循环稳定性优异。本研究首次将Marcus电子转移理论验证拓展至原子级异质电子桥热催化体系，为理解复杂电子转移动力学提供了新视角。