唐军旺院士领衔！黑大「国家高层次人才」井立强副校长最新JACS | 最高记录！光催化甲烷制甲醇！

主要观点总结

本文介绍了一项关于甲烷光催化氧化制甲醇的研究，研究人员设计并构建了一种紧密耦合的原子级分散Fe物种与超细Au共负载的SrTiO3中空纳米管，并在其表面引入氧空位，实现了甲烷的高选择性光催化氧化。该催化剂表现出高效率和选择性，为设计高效、高选择性的太阳能燃料转化体系提供了新思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

太阳能驱动的甲烷高选择性转化为高附加值化学品是长期存在的挑战。

关键观点2: 研究成果

研究者设计并构建了一种Fe-Au共修饰、富含氧空位的SrTiO3空心纳米管光催化剂（Fe-Au/STOv），实现了在温和条件下高效、高选择性地将甲烷（CH4）光氧化为甲醇（CH3OH）。

关键观点3: 催化剂性能

该催化剂在365 nm光照下展现出15.8%的表观量子效率和95.4%的甲醇选择性，产率达7.53 mmol g-1 h-1，性能优于目前大多数已报道的光催化体系。

关键观点4: 作用机制

氧空位增强了CH4的吸附与活化，Au有效提取光生电子并转移至相邻的单原子Fe位点，促进O2以端位构型吸附并生成关键的Fe−*OOH中间体，从而抑制了产物的过度氧化。原位光谱与DFT计算揭示了Fe-Au双位点的协同作用是提高电子转移效率和实现高选择性的关键。

关键观点5: 研究意义

该研究深化了对光催化CH4转化中电子动力学与活性位点协同机制的理解，为设计高效、可控的C1转化体系提供了新范式。