在比较低的温度进行甲烷直接转化为氧化物的方法非常有价值，但是由于C-H键活化的能垒非常高，因此低温甲烷氧化转化为氧化物存在较大的挑战。

有鉴于此，中国科学院大连化物所王晓东、黄传德、西安交通大学常春然等报道CO原位修饰Pd₁-ZSM-5单原子催化剂，显著增强甲烷的直接催化转化反应。当使用H₂O₂作为氧化剂，直接甲烷氧化反应的TOF达到207 h^-1。

本文要点

（1）

通过表征和DFT理论计算，说明CO分子的C原子与Pd₁配位，并且向H₂O₂氧化生成的Pd₁-O贡献电子。Pd-O原子对的电子密度提高，因此异裂切断C-H键的能垒降低至0.48 eV。

（2）

这种CO修饰M1-ZSM-5（M=Pd, Rh, Ru, Fe）的策略能够将甲烷生成氧化物的速率提高3.2~11.3倍，这说明调节单原子催化位点M-oxo的电子结构对于促进甲烷氧化反应具有普适性。

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Weibin Xu, Han-Xuan Liu, Yue Hu, Zhen Wang, Zheng-Qing Huang, Chuande Huang, Jian Lin, Chun-Ran Chang, Aiqin Wang, Xiaodong Wang, Tao Zhang, Metal-Oxo Electronic Tuning via In Situ CO Decoration for Promoted Methane Conversion to Oxygenates over Single-Atom Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202315343

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202315343