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甲烷在溫和的條件下直接氧化制甲醇，由于其活性不足和選擇性低而具有挑戰性。一個關鍵目標是改善甲烷第一個碳氫鍵的選擇性氧化，同時抑制剩余碳氫鍵的氧化，以確保甲醇的高產率和選擇性。

在這里，海南大學Peilin Deng，Xinlong Tian，中國科學院物理研究所Lin Gu，廣東工業大學Quanbing Liu設計了超薄的Pd_xAu_y納米薄膜，并利用實驗和密度泛函理論結果揭示了催化劑表面羥基自由基的結合強度與催化性能之間的火山型關系。

文章要點

1）研究表明，反應過程中的反應引發步驟和反應轉化步驟之間存在權衡關系。

2）優化后的Pd₃Au₁納米片的甲醇產率為每克Pd每小時147.8毫摩爾，在70 ℃時選擇性為98%，是甲烷直接氧化制甲醇最有效的催化劑之一。

參考文獻

Xu, Y., Wu, D., Zhang, Q. et al. Regulating Au coverage for the direct oxidation of methane to methanol. Nat Commun 15, 564 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-024-44839-6