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《自然·通讯》报道陆春华教授团队黄亨明副教授在光热催化甲烷转化领域的新进展
作者:黄亨明   摄影:   审核:王丽熙   阅读次数:     发布时间:2025-07-21

近日,我校材料科学与工程学院陆春华教授团队的黄亨明副教授与天津大学叶金花教授、宋辉副教授等人合作,在光热催化甲烷转化领域取得重大突破,相关成果以“Integrating photochemical and photothermal effects for selective oxidative coupling of methane into C2+hydrocarbonswith multiple active sites”为题发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上。论文通讯作者为宋辉副教授、黄亨明副教授、王周君教授、叶金花教授。

近年来,将甲烷直接光催化氧化为高附加值化学品的技术路径备受关注。然而,如何在实现可观甲烷转化率的同时,既保持产物高选择性又要获得高产率,仍是一个巨大的挑战。

针对这一挑战,团队提出了一种整合光化学与光热效应的甲烷氧化偶联新策略。使用Au和CeO2纳米颗粒修饰的ZnO光催化剂,在宽光谱光照下实现甲烷高效转化为乙烷、乙烯等C2+烃类。其中,紫外光激发ZnO以活化碳氢键,Au纳米颗粒LSPR效应将可见-近红外光转化为热能,协同CeO2强化了基元反应动力学过程,显著增强了C2+烃类生产,实现了创纪录的产率17.26 mmol g−1h−1和高达90%的选择性,且在50小时连续反应中保持94%以上的稳定性,性能远超现有光催化体系。该工作为甲烷高效转化与太阳能利用提供了新思路。团队的研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-58101-0