光催化甲烷直接转化制甲醇提高甲烷转化率和甲醇选择性

来源：化学进展杂志2024年第6期北京时间：

作者：韩春秋, 曹玥晗, 黄川, 吕伟峰, 周莹

单位：<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>1</sup> 西南石油大学 油气藏地质及开发工程全国重点实验室 成都 610500,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>2</sup> 西南石油大学 新能源与材料学院 成都 610500

摘要：光催化甲烷(CH4)直接转化制甲醇(CH3OH)为化学储能和高值化学品的合成提供了一种有效途径。然而，由于CH4分子活化困难，且CH3OH较CH4更活泼，更容易发生过氧化反应，导致CH4的转化率较低，CH3OH的选择性也较低。因此，选择性光催化CH4直接转化制CH3OH仍面临巨大挑战。本文综述了近年来在光催化CH4直接转化制CH3OH研究中提高CH4转化率和CH3OH选择性的研究思路，以及相应的催化剂设计策略。在提高CH4转化率方面，主要是通过改善活性氧自由基活化或催化活化路径有效活化CH4。在提高CH3OH选择性方面，主要为抑制CH3OH的过氧化或实现CH3OH再生。为了提高CH4的转化率和CH3OH的选择性，催化设计策略主要为负载助催化剂、调控催化材料的尺寸和构造氧空位等。最后，本综述对光催化CH4直接转化制CH3OH的未来研究方向提出了 展望。

关键词：光催化,甲烷转化,甲醇,促进C—H键活化,抑制甲醇过氧化

基金资助：国家自然科学基金项目(22209135),国家自然科学基金项目(52325401),国家自然科学基金项目(22209136),中国博士后科学基金(2022M722635),四川省博士后创新人才支持项目(BX202220)