Synergistic Enhancement of Electron and Hole Transport by Pd Single Atoms and Gradient‐Distributed Ti 3+ Species for High‐Performance Photocatalytic Oxidation of CH 4 to Oxygenates

氧合物 光催化 甲醇 光化学 甲烷 产量(工程) 催化作用 化学 电子转移 材料科学 化学工程 电子 碳纤维 选择性 载流子 化学物理 纳米技术 电荷(物理) 密度泛函理论
作者
Kai Sun,Xinya Pei,Shengyao Wang,Xusheng Wang,Panzhe Qiao,Defa Wang,Lequan Liu,Jinhua Ye,Hui Song
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (49): e202517585-e202517585 被引量:5
标识
DOI:10.1002/anie.202517585
摘要

Photocatalytic oxidation of methane to liquid oxygenates offers a sustainable strategy for utilizing natural gas and reducing carbon emissions. However, the efficiency of current photocatalysts remains limited by poor charge carrier utilization, particularly the ineffective migration of holes that are crucial for C─H bond activation. Herein, we report a rationally engineered TiO2 photocatalyst incorporating atomically dispersed Pd and a gradient distribution of Ti3+ species, achieving a remarkable C1 oxygenates yield of 8.14 mmol·gcat -1·h-1 with 91.3% selectivity at room temperature, surpassing most state-of-the-art photocatalysts. Comprehensive characterizations and theoretical calculations reveal that Pd single atoms accelerate electron transfer and facilitate O2 dissociation, while the gradient-distributed Ti3+ species promote hole migration from the bulk to the surface, enabling efficient CH4 activation. These spatially separated charge pathways synergistically promote the formation of CH3 and OOH radicals, which couple to generate CH3OOH and subsequently convert into methanol and formaldehyde.
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
1秒前
在水一方应助免疫球蛋白采纳,获得10
1秒前
Jie152发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
3秒前
nightfall发布了新的文献求助10
3秒前
Beagle完成签到,获得积分10
3秒前
绾绾完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
杨苏鈺完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
lll完成签到,获得积分10
5秒前
酱鱼发布了新的文献求助10
6秒前
茉莉花素发布了新的文献求助10
7秒前
yanger应助鳗鱼中心采纳,获得10
7秒前
FG完成签到,获得积分10
7秒前
xjiang008发布了新的文献求助10
9秒前
忧郁的夜雪完成签到,获得积分10
9秒前
Nuyoah发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
侯巧芝完成签到,获得积分10
10秒前
赘婿应助Tree采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
key发布了新的文献求助10
13秒前
平常的剑发布了新的文献求助50
14秒前
钰宁发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
乐乐应助潇洒的马里奥采纳,获得10
15秒前
耍酷灵松发布了新的文献求助10
16秒前
nightfall完成签到,获得积分20
17秒前
英姑应助邪恶白馒头采纳,获得10
17秒前
所所应助xjiang008采纳,获得10
18秒前
xiaocui发布了新的文献求助10
18秒前
18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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 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 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 7322225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937664
关于积分的说明 18948791
捐赠科研通 6980041
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214923
关于科研通互助平台的介绍 2382478
邀请新用户注册赠送积分活动 2194151