💡这项突破是什么?
农林废弃物作为丰富的可再生资源，可通过生物炼制高效转化为清洁燃料与高附加值化学品，为绿色能源与低碳发展提供重要支撑。其中，5-羟甲基糠醛（HMF）因其结构中同时含有醛基、羟甲基与呋喃环等官能团，被美国能源部列为“Top 10+4”重要平台化合物之一，展现出向2,5-呋喃二甲醇（BHMF）、2,5-二甲基呋喃（DMF）、2,5-二羟甲基四氢呋喃（BHMTHF）、1,6-己二醇（1,6-HDO）等高值产物转化的巨大潜力。然而，HMF加氢过程路径复杂，涉及多个中间体和产物，如何在单一催化体系中实现对反应方向的精准调控，仍是一项具有挑战性的课题。当前研究多集中在催化剂活性位点的设计与调控，而对于溶剂效应如何影响反应路径和产物选择性，尚缺乏系统机制阐释。
针对现有催化体系难以精准调控产物选择性的难题，中国林科院林化所蒋剑春院士团队创新构建了一种低温共沉淀法制备Ni-ZnO/AC耦合溶剂多相催化体系。首次系统揭示了溶剂极性及质子供体能力对HMF加氢产物路径的决定性调控作用：在极性非质子溶剂1,4-二氧六环中，催化剂表现出对BHMF的高选择性（97.5%）；而在极性质子溶剂异丙醇中，催化体系通过“氢穿梭效应”促进脱羟基反应，使DMF选择性提升至99.5%。结合密度泛函理论（DFT）计算，揭示了溶剂供氢能力在降低反应能垒中的关键作用。该研究提出基于溶剂性质精准调控生物质加氢产物的通用策略，为生物质高附加值化学品的定向制备提供了新思路。
上述研究成果以“A Promising Strategy for Solvent-Regulated Selective Hydrogenation of 5-Hydroxymethylfurfural over Porous Carbon-Supported Ni-ZnO Nanoparticles”为题发表在国际高水平期刊Nano-Micro Letters（影响因子36.3，中科院一区top期刊）。中国林科院林化所博士研究生黄茹露为论文的第一作者，林化所蒋剑春院士、王奎研究员，中科院宁波材料所田子奇研究员和中国石油大学（华东）柴永明教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（32222058）和中国林科院基本科研业务费（CAFYBB2022QB001）资助。（林化所/王奎）
论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-025-01847-5#Sec12
