甲烷转化为高级碳氢化合物通常需要严苛反应条件，因为切断甲烷C-H化学键需要克服高能垒。

有鉴于此，中科院理化技术研究所张铁锐、施润等报道系统研究过渡金属担载于ZnO光催化剂的甲烷氧化偶联，发现1 wt % Au/ZnO实现了683 μmol g^-1 h^-1的C₂-C₄烃类产率，C₂-C₄选择性达到83 %，能够稳定的进行2天光催化。

本文要点

（1）

发现金属的种类、金属于ZnO的强相互作用影响C-C偶联反应产物的选择性，光照射生成Zn⁺-O^-位点能够活化CH₄生成甲基中间体（*CH₃），并且*CH₃中间体转移到相邻金属纳米粒子上，*CH₃-金属之间的相互作用在氧化偶联反应产物的种类。

（2）

Au/ZnO催化剂中，强d-σ轨道杂化降低金属-C-H化学键角度和立体位阻，因此改善*CH₃的偶联反应，研究结果说明d-σ中心能够作为描述M/ZnO光催化氧化偶联反应产物选择性的描述符。

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Pu Wang, Run Shi, Yunxuan Zhao, Zhenhua Li, Jiaqing Zhao, Jiaqi Zhao, Geoffrey I. N. Waterhouse, Li-Zhu Wu, Tierui Zhang, Selective Photocatalytic Oxidative Coupling of Methane via Regulating Methyl Intermediates over Metal/ZnO Nanoparticles, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202304301

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202304301