5-羟甲基糠醛（HMF）是一种生物质衍生的平台类化合物,其在液相中有氧氧化生成2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是一个多步且串联的氧化过程。作为非均相催化剂的新前沿领域,单原子催化剂（SAC）和单原子合金（SAA）催化剂因其最大化金属原子利用率、具有高催化活性和产物选择性而被广泛研究。将其应用于开发HMF氧化催化剂可以提高生产效率和降低成本。在这里我们合成了Pt SAC和Pt SAA,并探究了它们在有氧氧化HMF中的催化性能。以商业Pt/C为基准,Pt SAC的FDCA产率要低得多,但是Pt SAA的FDCA产率却很高。结合DFT计算分析,在Pt SAA中,中心带负电荷的Pt原子促进了关键中间体的吸附,同时,靠近Pt原子的Co原子构成了最优的O2吸附/活化位点。而Pt SAC则几乎失去了氧气的吸附和活化能力以及关键的中间吸附能力。以Au、Pd为研究对象,制备了Au、Pd双SAC和Au-Pd合金催化剂,并比较其在氧化HMF反应中的活性。结果发现Au-Pd合金催化剂的催化活性和选择性都很优异,Au、Pd双SAC的FDCA产率却很低。通过一系列控制实验和结构表征数据分析,当Au和Pd之间形成合金键时,电子从电负性低的Pd转移到电负性高的Au,得到的中心带正电荷Pd原子和中心带负电荷的Au原子通过协同作用,从而在HMF氧化中表现出预期的活性和选择性。而单独的含Au和/或Pd催化剂,Au与Pd之间没有形成相互作用,是催化活性较低的原因。用改进的Hummers方法合成的氧化石墨烯（GO）,用于以H2O2为氧化剂的糠醛（FAL）氧化为琥珀酸（SA）反应中,通过各种表征数据和控制实验表明,GO的催化活性比常规催化剂高,这归因于其独特的平面层状结构和GO中的芳环和边缘修饰的-SO3H基团在FAL氧化中协同作用。