近日，中国科学技术大学的熊宇杰教授、高超教授（共同通讯作者）研究表明，通过在硫化镉量子点上锚定钌 配合物，得到的复合光催化剂在太阳光照射下可控生成氧自由基，实现了 HMF 向 2, 5-二甲酰基呋喃 (DFF) 和 5-羟甲基-2-呋喃羧酸（HMFCA）的选择性氧化，该反应具有高转化率（>81%）和选择性（>90%）。

将钌配合物锚定在硫化镉量子点上，得到复合光催化剂，用于氧化生物质衍生化学品HMF。该光催化剂可以在Ar和空气气氛下分别实现从HMF到DFF和HMFCA产物的高效选择性氧化，甚至在实验室外的自然阳光下，仍然可以很好地工作。选择性氧化产物具有高选择性的关键是钌硫化镉复合催化剂在不同气氛下能可控的生成两个氧自由基。该催化剂也能选择性光催化氧化其他含有羟基和醛基的化合物，从而生产出高价值化学品。这项工作为光催化可再生碳资源转化为高附加值化学品的发展铺平了道路。

生物质是天然、可再生的碳资源。将生物质材料催化转化为高附加值化学品是有望实现“碳中和”的绿色途径之一。5-羟甲基糠醛(HMF)已被美国能源部列为12大高附加值生物质衍生化学品之一,近年来备受关注。HMF 可以通过纤维素水解来生产，而纤维素是地球上最丰富的生物质之一。由于HMF含有两种不同的反应性官能团：醛基（-CHO）和羟基（-OH）基团，它可以被氧化产生多种高附加值衍生物（示意图1），例如四种呋喃类衍生物： 2, 5-二甲酰基呋喃 (DFF)、5-羟甲基-2-呋喃甲酸 (HMFCA)、5-甲酰基-2-呋喃甲酸 (FFCA) 和 2, 5-呋喃二甲酸 (FDCA) 。这四种呋喃类衍生物在化工行业和制药行业都是重要的化工原料。将HMF选择性部分氧化为 DFF、HMFCA和FFCA极具挑战性，因为在HMF氧化条件下，衍生物中的 -CHO 和-OH官能团很容易被进一步氧化。因此，开发有效的方法实现HMF对目标产物的选择性氧化至关重要