Highly selective oxidation of methane to methanol at ambient conditions by titanium dioxide-supported iron species

甲醇 二氧化钛 甲烷 化学 催化作用 光催化 选择性 无机化学 材料科学 光化学 冶金 有机化学
作者
Jijia Xie,Renxi Jin,Ang Li,Yingpu Bi,Qiushi Ruan,Yang Deng,Yajun Zhang,Siyu Yao,Gopinathan Sankar,Ding Ma,Junwang Tang
出处
期刊:Nature Catalysis [Springer Nature]
卷期号:1 (11): 889-896 被引量:392
标识
DOI:10.1038/s41929-018-0170-x
摘要

Methane activation under moderate conditions and with good selectivity for value-added chemicals still remains a huge challenge. Here, we present a highly selective catalyst for the transformation of methane to methanol composed of highly dispersed iron species on titanium dioxide. The catalyst operates under moderate light irradiation (close to one Sun) and at ambient conditions. The optimized sample shows a 15% conversion rate for methane with an alcohol selectivity of over 97% (methanol selectivity over 90%) and a yield of 18 moles of alcohol per mole of iron active site in just 3 hours. X-ray photoelectron spectroscopy measurements with and without xenon lamp irradiation, light-intensity-modulated spectroscopies, photoelectrochemical measurements, X-ray absorption near-edge structure and extended X-ray absorption fine structure spectra, as well as isotopic analysis confirm the function of the major iron-containing species—namely, FeOOH and Fe2O3, which enhance charge transfer and separation, decrease the overpotential of the reduction reaction and improve selectivity towards methanol over carbon dioxide production. Methanol synthesis from methane is a promising route to valorize this abundant natural gas, but existing thermal processes require harsh reaction conditions. Now, a photocatalytic approach based on TiO2-supported iron oxide species is described, which affords methanol in high yield and selectivity at ambient conditions.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
phenory发布了新的文献求助10
2秒前
YanXuanhua完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
研友_LXO0R8完成签到,获得积分10
3秒前
董秋白完成签到,获得积分20
3秒前
巴啦啦小魔竹完成签到,获得积分10
5秒前
慕青应助zeng采纳,获得10
5秒前
XinX完成签到,获得积分10
5秒前
lion_wei完成签到,获得积分10
6秒前
Lermta完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
行者无疆完成签到,获得积分10
8秒前
淡然的铭完成签到,获得积分10
8秒前
IGIG完成签到,获得积分20
8秒前
彭于晏应助无奈的书琴采纳,获得10
10秒前
11秒前
左手的左手是左手完成签到,获得积分10
12秒前
李健应助YXR采纳,获得10
13秒前
桃李春风一杯酒完成签到,获得积分10
14秒前
复杂的傲柔完成签到,获得积分20
15秒前
16秒前
yueyue发布了新的文献求助10
16秒前
端庄铃铛完成签到,获得积分20
17秒前
18秒前
Akim应助元锦程采纳,获得10
19秒前
IGIG发布了新的文献求助10
20秒前
zyzhnu完成签到,获得积分10
21秒前
巫马炎彬完成签到,获得积分10
23秒前
完美世界应助谨慎长颈鹿采纳,获得10
25秒前
26秒前
大模型应助niubi采纳,获得10
26秒前
思源应助巴啦啦小魔竹采纳,获得10
27秒前
灿烂阳光下的稻田完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
Jnest发布了新的文献求助10
30秒前
桐桐应助张鑫采纳,获得10
31秒前
二师兄小刘完成签到,获得积分10
31秒前
元锦程发布了新的文献求助10
32秒前
34秒前
积极的明天完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2392082
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096763
关于积分的说明 5282524
捐赠科研通 1824280
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909850
版权声明 559895
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486216