Site‐Specific Molecular Engineering Redirects Radical Pathways for Selective Photocatalytic Coupling of Methane to C 2+ Hydrocarbons

烷基 甲烷氧化偶联 共价键 化学 光化学 吸附 光催化 产量(工程) 偶联反应 选择性 甲烷 表面工程 催化作用 联轴节(管道) 纳米颗粒 动力学 化学工程 材料科学 电子转移 烷烃 激进的 碳氢化合物 再分配(选举) 电子 反应机理
作者
Yaru Shao,Wanying Guo,Wei Li,Gaoyu Cui,Huijie Cheng,Lingfeng Zhu,Liqun Ye,Zihan Qiu,Yu Shan,Rui Li,Tianyi Ma,Jungang Hou
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:: e6847901-e6847901
标识
DOI:10.1002/anie.6847901
摘要

ABSTRACT Toward carbon neutrality, multi‐carbon synthesis from photo‐driven oxidative coupling of CH 4 (POCM) remains a formidable challenge due to the activity‐selectivity trade‐off, originating from sluggish surface reaction kinetics and uncontrolled reactive radical reactions. Herein, alkyl thiols (C 9 SH) were site‑specifically grafted onto Au sites supported on planar TiO 2 , forming the archetypal C 9 S‐Au δ+ /Au/TiO 2 system featuring covalent gold‐thiolate interplay. Combined experimental and theoretical analyses revealed that covalent Au‐thiolate interaction could modulate the interfacial electronic structure and upshift the d ‑band center of Au sites, thereby strengthening *CH 3 adsorption and lowering the C─C coupling barrier, thus suppressing the · O 2 − ‐driven overoxidation. Moreover, the reconstructed C 9 S‐Au δ+ sites acted as rapid electron extraction channels, drawing electrons from adjacent Au nanoparticles and preserving long‐lived photogenerated holes for C─H activation. Meanwhile, the alkyl chains served as “molecular fences”, effectively promoting local CH 4 enrichment and stabilizing *CH 3 intermediates. The optimized C 9 S‐Au δ+ /Au/TiO 2 photocatalyst exhibited an excellent yield of 22.92 mmol g cat −1 h −1 for C 2+ products with 93.9% selectivity, ranking it among the state‐of‐the‐art noble‐metal‐loaded photocatalysts for POCM. This work establishes site‐specific molecular engineering as an effective strategy to regulate interfacial charge redistribution and redirect radical coupling pathways, enabling CH 4 conversion to multi‐carbon products with enhanced activity and selectivity simultaneously.
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
必胜客完成签到,获得积分20
刚刚
1秒前
爆米花应助我爱山之东采纳,获得20
1秒前
瓜瓜完成签到 ,获得积分10
2秒前
79完成签到,获得积分10
2秒前
huxuemei发布了新的文献求助10
2秒前
无花果应助wjl采纳,获得10
3秒前
辛勤诗兰发布了新的文献求助10
3秒前
求值不得完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
zzmine完成签到 ,获得积分10
4秒前
cdercder应助byu采纳,获得20
5秒前
1111发布了新的文献求助10
5秒前
必胜客发布了新的文献求助10
5秒前
迪迪张发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
思源应助唐艺尹采纳,获得10
7秒前
李健应助苏尘荌采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
脑洞疼应助犹豫的大碗采纳,获得10
7秒前
zhao发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
研友_VZG7GZ应助呱呱乐采纳,获得10
9秒前
GODV发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
科研通AI6.4应助Lu采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.2应助Lu采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
科研通AI6.2应助zuo20050727采纳,获得10
11秒前
11秒前
科研通AI6.2应助青风采纳,获得100
11秒前
123456789发布了新的文献求助10
11秒前
Csene发布了新的文献求助30
11秒前
养乐多发布了新的文献求助10
11秒前
bkagyin应助寂寞的冥王星采纳,获得10
12秒前
刘zx发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
顾矜应助哈哈哈采纳,获得30
13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 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
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 7737643
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9286879
关于积分的说明 20180429
捐赠科研通 7315471
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3305617
关于科研通互助平台的介绍 2457870
邀请新用户注册赠送积分活动 2315270