來源:《中國科學報》第3版 綜合
發(fā)布時間:2025-05-22
本報訊(記者孫丹寧)中國科學院大連化學物理研究所研究員章福祥團隊聯(lián)合清華大學教授唐軍旺團隊,設計合成了一種高效的單原子光催化劑,實現(xiàn)了室溫下甲烷高活性、高選擇性制備乙烷。近日,相關研究成果發(fā)表于《美國化學會志》。
甲烷是天然氣的主要成分,將其轉(zhuǎn)化為高附加值化學品意義重大,但傳統(tǒng)的干/濕重整及費托合成需在700℃以上高溫下進行。光催化技術能夠在室溫下活化惰性分子,卻難以兼顧高效C-H鍵活化與抑制過度氧化生成二氧化碳。助催化劑修飾是光催化甲烷轉(zhuǎn)化的常用策略,既能促進電荷轉(zhuǎn)移和抑制載流子復合,又可調(diào)節(jié)活性位點促進化學吸附活化。
科研人員制備出具有可見光響應的單原子鎳修飾氧化鈰催化劑(Ni1-CeO2),實現(xiàn)了甲烷高效轉(zhuǎn)化制備乙烷。該催化劑優(yōu)于已報道的非貴金屬光催化劑體系。研究還發(fā)現(xiàn),負載的單原子Ni助催化劑可高效促進光生電荷分離,CeO2光催化劑表面酸性有利于甲烷吸附,且甲烷的覆蓋度與C-C偶聯(lián)生成乙烷的選擇性呈現(xiàn)正相關。
相關論文信息:https://doi.org/10.1021/jacs.5c04676
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