直接太阳能驱动的甲烷(CH₄)重整是非常可取的，但具有挑战性，特别是要获得具有高选择性的增值产品。

在这里，伦敦大学学院唐军旺教授，香港大学Zhengxiao Guo确定了原子分散的铜(Cu)物种和部分还原的钨(W^δ+)的协同整体效应，稳定在富含氧空位的WO₃上，这使得在可见光下能够将CH₄出色地光催化转化为甲醛(HCHO)，从而导致近100%的选择性，2小时内4979.0 μmol·g^-1的极高产率，常温下HCHO的归一化质量活度为8.5×10⁶ μmol·g^-1_Cu·h^-1。

文章要点

1）原位EPR和XPS分析表明，Cu物种作为电子受体，促进光诱导电子从导带转移到O₂，产生反应性•OOH自由基。

2）同时，相邻的Wδ+物种作为空穴受体和H₂O的优选吸附和活化位点产生羟基自由基（•OH），从而将CH₄活化为甲基自由基（•CH₃）。相邻双活性位点的协同作用提高了转化过程的整体效率和选择性。

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Luo, L., Han, X., Wang, K. et al. Nearly 100% selective and visible-light-driven methane conversion to formaldehyde via. single-atom Cu and W^δ+. Nat Commun 14, 2690 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-38334-7

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38334-7