四川
本周快讯
第一作者： Wenfeng Nie, Liwei Chen, Yuchen Hao
通信作者： 叶金花、郝宇晨、王博
通讯作者单位： 河北大学，北京理工大学，天津大学
文章链接： https://doi.org/10.1038/s41560-025-01834-5
导读
利用可再生太阳能将甲烷（CH4）转化为高附加值的燃料和化学品，是实现碳中和目标的关键技术之一。针对这一难题，本研究团队报道了一种创新的Au-TiO2复合光催化剂。该催化剂通过在POCM反应过程中引入原位蒸汽活化策略，成功实现了甲烷向丙烷的高效、高选择性转化。该蒸汽活化的Au/TiO2催化剂在连续流动反应中表现出卓越的性能，丙烷（C3H8）选择性高达91.3%，产率达到1.4 mmol h-1，在365 nm波长下的表观量子效率（AQE）为39.7%。此外，该催化剂在长达200小时的连续运行中表现出优异的稳定性。这项工作通过协同调控催化剂的微观结构和电子态，为实现甲烷直接、高效、定向转化为可持续的丙烷燃料提供了新的设计思路和可行的技术路径。
快读
图文
图1 | 多孔Au/TiO2(P)催化剂的设计、制备与POCM性能
图2 | 蒸汽活化的Au/TiO2(P)催化剂的POCM性能
图3 | 蒸汽活化诱导的Au纳米颗粒晶格拉伸应变表征
图4 | 蒸汽活化晶格氧对POCM的促进作用研究
图5 | POCM过程的理论计算与机理分析
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