DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.130316

5-羟甲基糠醛（5-HMF）是一种可转化为2,5-二甲酰基呋喃（DFF）的生物质纤维素平台产品。多金属氧酸盐（POMs）在资源回收技术和纤维素废水处理中起着重要应用。以H5PMo10V2O40（HPMoV）和有机硅为前驱体，结合原位制备和静电纺丝技术合成了有序介孔H5PMo10V2O40/SiO2-NH2（wt％）纳米纤维（HPMoV/meso-SiO2-NH2（wt％））。为了回收和转化5-HMF，使用这些纳米纤维作为催化剂探索了5-HMF的需氧氧化，在120℃下使用氧气（1.0MPa）对HPMoV/meso-SiO2-NH2（23％）纳米纤维处理8h后获得了最佳的DFF产率（90.0％）。与中孔SiO2纳米纤维相比，通过-NH2R改性SiO2纳米纤维可将HPMoV@SiO2纳米纤维的亲水性转变为疏水性，使形成的DFF得以分离，从而提高对DFF的选择性。在循环测试中，HPMoV@SiO2-NH2表现出良好的性能，并且由于它们之间的相互作用，10次循环后没有从SiO2-NH2中浸出活性位。基于HPMoV/meso-SiO2-NH2（23）和氧气对5-HMF进行转化，从真实纤维素废水中获得DFF的产率为118％，这有助于糖、呋喃和5-HMF的一步转化。

图1.（a）HPMoV/meso-SiO2-NH2（n-f）的红外光谱和（b）HPMoV/meso-SiO2-NH2（n-f）的XRD图

图2.SiO2-NH2和HPMoV/meso-SiO2-NH2（23-f）的N1s XPS光谱

图3.HPMoV/meso-SiO2-NH2/聚合物（a），HPMoV/meso-SiO2-NH2（5-f）（b），HPMoV/meso-SiO2-NH2（14-f）（c），HPMoV/meso-SiO2-NH2（23-f）（d），HPMoV/meso-SiO2-NH2（28-f）（e）和HPMoV/meso-SiO2-NH2（35-f）（f）的SEM图像。HPMoV/meso-SiO2-NH2（23-f）的TEM图像（g），meso-SiO2-NH2（h）和HPMoV/meso-SiO2-NH2（23-f）（i）的HRTEM图像

图4.HPMoV/meso-SiO2-NH2（n-f）的氮气吸附-解吸等温线（a），根据BJH解吸dV/Dd孔体积获得的孔径分布曲线（b），以及各种催化剂在氧化5-HMF（126mg）中的催化性能，80mg催化剂，120℃，5mL DMSO，8h，1.0MPa O2（c）

图5.HPMoV的加入量对5-HMF转化率和产物分布的影响

图6.（a）在以下反应条件下溶剂和氧气压力对5-HMF氧化的影响：126mg 5-HMF，80mg催化剂，120℃，8h，5mL DMSO，1.0MPa O2，（b）温度的影响，（c）催化剂使用的影响，以及（d）POM负载量的影响和相应TOC值

图7.（a）经洗涤和（b）未经洗涤处理的可再生HPMoV/meso-SiO2-NH2（23-f）的可重复使用性。反应条件：126mg 5-HMF，80mg催化剂，120℃，5mL DMSO，8h，1.0MPa O2