Electron-Delocalization-Stabilized Photoelectrocatalytic Coupling of Methane by NiO-Polyoxometalate Sub-1 nm Heterostructures

化学 非阻塞I/O 多金属氧酸盐 甲烷氧化偶联 甲烷 催化作用 离域电子 选择性 光化学 异质结 联轴节(管道) 无机化学 化学工程 有机化学 光电子学 材料科学 冶金 工程类
作者
Siyang Nie,Liang Wu,Xun Wang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (43): 23681-23690 被引量:59
标识
DOI:10.1021/jacs.3c07984
摘要

The oxidative coupling of methane to C2 oxygenates merits great scientific and technological potential yet remains a challenge due to its inferior selectivity. Subnanomaterials (SNMs) with "p-n-p-n"-type heteroconstructions feature enhanced external field coupling properties and tunable electronic structures, serving as promising catalysts for the selective partial oxidation of methane. Here we develop NiO-polyoxometalate (POM) subnanocoils with a thickness of 1.8 nm, showing excellent catalytic activity toward photoelectrochemical coupling of methane into a C2 product under mild conditions (1 bar, 25 °C) with a notable productivity (up to 4.48 mmol gcat-1 h-1) and a high selectivity (>99%). Under photoelectrochemical coupling, C-H bonds can be activated by NiO, and the resulted *COOH intermediates are stabilized by the delocalized electrons in POM clusters. The contiguous active sites of NiO and POM at the molecular level allow the in situ coupling of *COOH into oxalate. This work points out an economic way for the oxidation of methane under mild conditions and may enlighten the design of functional SNMs from fundamental standpoints.
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
DearJulie完成签到,获得积分10
1秒前
龙傲天完成签到,获得积分10
2秒前
rwj发布了新的文献求助10
2秒前
金振龙完成签到,获得积分10
3秒前
Ashley完成签到,获得积分10
3秒前
江刚完成签到,获得积分10
3秒前
鱼雷完成签到,获得积分10
4秒前
刻苦的丹妗完成签到,获得积分10
5秒前
NexusExplorer应助zhutier采纳,获得10
5秒前
5秒前
健壮鸡翅完成签到 ,获得积分10
5秒前
lpp完成签到 ,获得积分10
5秒前
ajing完成签到,获得积分10
6秒前
hh完成签到 ,获得积分10
6秒前
雅樱完成签到,获得积分10
7秒前
西瓜西瓜完成签到,获得积分10
8秒前
年华完成签到,获得积分10
8秒前
霍弃疾完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
KOBE94FU完成签到,获得积分10
11秒前
齐朕完成签到,获得积分10
11秒前
梁正凤完成签到,获得积分10
12秒前
王山完成签到,获得积分10
12秒前
大福蛙发布了新的文献求助20
13秒前
左传琦完成签到,获得积分10
14秒前
村上春树的摩的完成签到 ,获得积分10
15秒前
不想看文献完成签到,获得积分10
15秒前
岁月如歌完成签到 ,获得积分0
15秒前
愉快又莲完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
健康的鸽子完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
及时雨完成签到 ,获得积分10
19秒前
认真的可冥完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
20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
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444873
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258696
关于积分的说明 17592214
捐赠科研通 5504599
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901598
邀请新用户注册赠送积分活动 1878587
关于科研通互助平台的介绍 1718214