通过直接使用廉价的O₂作为氧化剂在低温下将甲烷转化为增值化学品是甲烷利用的理想途径，但由于甲烷的化学惰性和O₂的低活性，这仍然是一个巨大的挑战。甲烷单加氧酶是唯一已知的在室温下能将甲烷与O₂转化的天然催化剂。在这里，厦门大学Deng Dehui、中国科学院Yu Liang在MoS₂上实现甲烷与O₂的室温直接转化。

本文要点：

1) 作者报道了在富含边缘的MoS₂催化剂上，并在25℃下，用O₂将甲烷直接转化为C1含氧化合物，进而实现了4.2%的甲烷转化率，以及C1含氧化合物的选择性>99%。

2) 原位光谱、微观表征和理论计算表明，MoS₂边缘硫空位的双核钼位可以直接离解O₂，形成O=Mo=O*活性物质，该活性物质可以活化C–H键，使甲烷在室温下转化。

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Jun Mao et.al Direct conversion of methane with O₂ at room temperature over edge-rich MoS₂ Nature Catalysis 2023

DOI: 10.1038/s41929-023-01030-2

https://doi.org/10.1038/s41929-023-01030-2