生物质资源的高效综合利用已成为全球绿色可持续发展的重要战略方向。以农业废弃物等可再生原料为基础，合成高附加值化学品的技术路线正持续优化现代化工原料供应体系。作为典型生物质平台化合物，糠醛及其衍生物5-羟甲基糠醛可通过一步法选择性开环反应定向转化为C5-C6链式多元醇。这类多元醇在聚酯合成、表面活性剂、增塑剂及树脂改性等领域应用广泛。该技术路径不仅显著提升了生物质资源利用率，更为化工产业向绿色低碳转型提供了关键支撑。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所非金属催化团队聚焦生物质高值转化领域，深耕5-羟甲基糠醛规模化制备与高值化技术开发十余年，联合浙江糖能科技有限公司共同完成的两项规模化生产与应用技术，均于2024年通过成果鉴定、评价，并在5-羟甲基糠醛加氢还原方面取得了一系列创新成果（Appl. Catal. B 2025, 361, 124578；Appl. Catal. B 2025, 361, 124563；Fuel, 2024, 372, 132147；J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 31251）。

近期，团队通过设计铂钴双金属团簇催化剂并调控水-四氢呋喃溶剂体系，揭示了5-羟甲基糠醛（HMF）一步路线定向开环生成1,2,6-己三醇（1,2,6-HT）的构效关系与动力学机制。同位素标记实验与动力学同位素效应证实，呋喃环加氢（生成四氢呋喃衍生物）与开环（生成链状多元醇）的竞争路径均依赖水介导的活性氢物种，且加氢路径对该物种覆盖度的依赖性更高。通过Pt原子表面覆盖Co物种构建双金属界面，可减少活性氢的生成，同时利用四氢呋喃的“笼效应”可降低金属-溶剂界面的氢键网络，双重作用下能够显著提升开环路径选择性。在温和条件下，实现了79.8%的1,2,6-HT产率，较传统单金属Pt催化剂提升24%。该工作通过动力学调控策略阐明了双金属效应与溶剂微环境对呋喃类化合物定向转化的协同作用机制，为生物质平台分子高效转化提供了新路径。

研究成果以“Selective ring-opening of furanic molecules into 1,2,6-hexanetriol over PtCo bimetallic clusters in aqueous solution”为题发表在催化领域期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy上（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125405），宁波材料所博士生吕明鑫为该论文第一作者，张建研究员、尹宏峰研究员为该论文共同通讯作者。该工作获国家自然科学基金、浙江省重点研发项目、宁波市自然科学基金、中国博士后科学基金资助。

水溶液中生物基呋喃类分子转化为链醇的路线图

                                            （高分子与复合材料实验室 吕明鑫）