羟基羧酸是一类重要的生物质基化学品，分子同时含有羟基和羧基官能团，是制备可降解高分子材料的关键单体，同时广泛应用于食品添加剂、医药、农药及功能材料等领域。羟基羧酸可以通过生物质基多元醇（如1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、乙二醇、甘油等）选择性氧化反应合成，是实现生物质高值化利用的核心反应路径之一。但是该反应包含脱氢、C=O活化、O-H插入等多步串联过程，并存在伯羟基/仲羟基竞争氧化、过氧化以及C-C键断裂等多条副反应路径，反应过程复杂，长期面临活性与选择性难以兼顾的技术瓶颈。工信部《工业绿色低碳发展“十五五”规划》也明确提出加快高性能可降解生物基材料开发应用，推动生物质资源向高价值化学品转化。

针对上述问题和发展需求，青岛能源所多孔催化材料研究组开发了一种具有双界面结构的CeO₂/Pt/Mg(Al)O催化剂，在无碱温和条件下实现了甘油高效选择性氧化制备甘油酸（转化率95%，选择性89%，图1）。研究表明，该催化剂Pt纳米颗粒两侧形成CeO₂/Pt和Pt/Mg(Al)O两种界面（图2）。通过双界面的协同效应有效调控了Pt位点的电子结构，促使反应中间体甘油醛以η²吸附模式稳定于催化剂表面，为后续C=O键活化、O-H插入及脱氢生成甘油酸提供了理想构型，从而实现高选择性。此外，Mg(Al)O载体中Al³⁺掺杂诱导产生的氧空位显著促进了氧的活化，提升了催化活性。

图1. CeO₂/Pt/Mg(Al)O催化剂催化氧化性能

图2. 双界面结构CeO₂/Pt/Mg(Al)O催化剂

该催化剂在乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇等多种生物质基多元醇的氧化反应中均展现出优异的性能，转化率>91%、羟基羧酸选择性>89%。另外，该催化体系可与电解水制绿氧技术耦合运行，实现了反应过程的进一步绿色低碳化，也展示了与可再生能源基础设施对接的可行性，具有重要的应用前景。

相关研究成果发表在Chemical Engineering Journal。潘政宜副研究员为第一作者和通讯作者，王光辉研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金的支持。（文/图 潘政宜）

原文链接：https://authors.elsevier.com/a/1njAk4x7R2s3X9

Zhengyi Pan*, Yuanzheng Li, Qian Zhang, Xiangyi Gong, Ying Liu, Guang-Hui Wang*. Dual-interfacial synergy in CeO₂/Pt/Mg(Al)O catalyst boosts base-free selective oxidation of polyols. Chemical Engineering Journal, 2026, 547, 181415.