近年來，將甲烷直接光催化氧化為高附加值化學品備受關注。然而，在保持較高甲烷轉化率的同時實現高生產率和高選擇性仍然是一個巨大的挑戰。
有鑒于此，天津大學/河北大學葉金花教授、天津大學宋輝、寧夏大學/北京化工大學王周君教授、南京工業大學黃亨明教授等報道了Au和CeO2納米顆粒修飾的ZnO光催化劑，這種光催化劑通過光化學引發反應，并且通過光熱增強進行甲烷氧化偶聯反應生成多碳C2+烷烴。
本文要點：
（1）
在無需二次加熱源的廣譜光照射，該反應產率達到創紀錄的C2+生成速率，達到17,260 μmol g-1 h-1，且C2+選擇性約為90%。
（2）
全面且豐富的表征結合理論計算表明，甲烷的活化是由紫外光激發的ZnO引發的光化學反應，并且由于Au和CeO2之間的協同作用，引入的CeO2顯著增強了CH4和O2的活化。與此同時，Au納米顆粒捕獲可見光和近紅外光以產生局部加熱，這極大地促進了所生成的··CH3自由基在進一步發生不期望的深度氧化之前的脫附，從而促進C-C偶聯反應。
參考文獻
Song, H., Sun, K., Huang, H. et al. Integrating photochemical and photothermal effects for selective oxidative coupling of methane into C2+ hydrocarbons with multiple active sites. Nat Commun 16, 2831 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-58101-0
