Mechanistic Control of C─H Bond Activation and C─C Coupling in Light‐Driven Methane Conversion to C 2 + Products over Multifunctional Photocatalysts

光催化 甲烷 材料科学 甲烷氧化偶联 纳米技术 联轴节(管道) 反应机理 原材料 机制(生物学) 半导体 催化作用 爆炸物 热的 反应中间体 光化学 纳米材料 科技与社会 生化工程 化学物理 碳氢化合物
作者
Di Hu,Yuheng Jiang,Vitaly V. Ordomsky,Bastian Mei,Zhiyong Tang,Andreï Y. Khodakov
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.77207
摘要

ABSTRACT Methane, the most abundant hydrocarbon resource on Earth, represents a highly attractive and sustainable feedstock for the solar‐driven production of fuels and value‐added chemicals. However, achieving both efficient and selective C 2+ synthesis remains a formidable challenge. The difficulties lie in realizing advanced photocatalytic materials for controlled activation of the thermodynamically stable C─H bonds and directing the complex network of competing reaction pathways toward selective C─C coupling under both oxidative and non‐oxidative conditions. In this review, we systematically elucidate the central scientific challenges associated with photocatalytic methane upgrading to C 2+ products within a unified mechanistic framework that integrates C─H bond activation, formation and evolution of intermediates, C─C coupling, together with their competing overoxidation and coking pathways, while correlating advances in material design and reaction engineering. Furthermore, we highlight the growing importance of multifunctional materials and hybrid systems that integrate photonic excitation with thermal and electrical inputs to overcome the intrinsic kinetic and energetic limitations of conventional methane photocatalysis. At last, it is emphasized that an interdisciplinary map, encompassing material synthesis, semiconductor physics and chemistry, surface science, catalysis, reaction engineering, advanced characterization, and mechanism investigation, is essential for advancing selective and sustainable methane transformation to high‐value C 2+ products.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
刚刚
zrc完成签到,获得积分10
刚刚
1111发布了新的文献求助20
1秒前
jean52158完成签到,获得积分10
1秒前
天天向上发布了新的文献求助10
1秒前
dengy发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
郑蒸日上发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
yan发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
烟花应助nunu采纳,获得10
2秒前
WUNDER发布了新的文献求助10
2秒前
ghf发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
橙子发布了新的文献求助10
3秒前
snake发布了新的文献求助10
3秒前
lxg完成签到,获得积分10
3秒前
purple发布了新的文献求助10
3秒前
snake发布了新的文献求助10
3秒前
snake发布了新的文献求助10
3秒前
snake发布了新的文献求助10
3秒前
snake发布了新的文献求助10
3秒前
snake发布了新的文献求助10
3秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
李科研完成签到,获得积分10
4秒前
徐柯发布了新的文献求助10
4秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
XX应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
完美麦片发布了新的文献求助10
5秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
呵呵呵应助科研通管家采纳,获得20
5秒前
Tao完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
苹果冰蓝应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Perfectionism in School: When Achievement Is not So Perfect 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7727471
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9279771
关于积分的说明 20135185
捐赠科研通 7304966
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3302423
关于科研通互助平台的介绍 2455769
邀请新用户注册赠送积分活动 2310581