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甲烷(CH₄)與二氧化碳(CO₂)的羧化合成醋酸(CH₃COOH)是利用這兩種溫室氣體的理想化學反應，原子效率為100%，但在溫和的條件下仍是一個巨大的挑戰。

近日，中科大Weixin Huang首次提出了由γ射線驅動的H₂O輻射催化的概念，作為一種有效和選擇性的途徑，可以在RT時從水相中的甲烷和二氧化碳溫室氣體中產生有價值的甲酸。

文章要點

1）CH₄+·OH和CO₂+e_aq^?反應之間存在獨特的相互促進作用，可以有效地利用H₂O輻解產生的·OH自由基和e_aq^?，同時將CH₄和CO₂分別活化為·CH₃和·CO₂?自由基，這兩個自由基隨后主要與H⁺物種偶聯，選擇性地生成CH₃COOH。

2）盡管γ射線表現出強烈而危險的輻射效應，但它被安全地大規模利用，并代表著容易獲得和可持續的能源。這種由γ射線驅動的新型H₂O輻射催化可能擴展到其他類型的反應，并具有擴大規模的潛力。

參考文獻

Fei Fang, et al, Water Radiocatalysis for Selective Aqueous-Phase Methane Carboxylation with Carbon Dioxide into Acetic Acid at Room Temperature, J. Am. Chem. Soc., 2024

https://doi.org/10.1021/jacs.3c14632