【文章简介】

近日，天津理工大学新能源材料与低碳技术研究院鲁统部&张志明教授团队，在国际知名期刊Adv. Mater上发表题为“W single-atom catalyst for CH4 photooxidation in water vapor”的论文。

生物源CH4是有机物在H2O存在下无氧分解产物，是垃圾填埋场生物质废物处理的核心技术。垃圾填埋场是世界上人为甲烷排放的主要来源，甲烷排放浓度超过40%，而CH4温室效应远超过CO2分子，且渗滤液会产生大量水蒸气。因此，在厌氧条件下，水蒸气中甲烷高效光氧化制备液态产物有望在垃圾填埋场甲烷减排与转化方面发挥重要作用。该研究通过在空气中直接煅烧尿素和钨酸钠，将钨单原子与光吸收材料的耦合实现廉价复合光催化剂的简便和批量制备。W-SA-PCN光催化剂能够促进CH4活化、H2O2原位生成和分解，实现温和条件下水蒸气中CH4到C1氧化物的高效转化，C1产物产率高达 4956 μmol•gcat⁻¹，优于大多数报道的非贵金属光催化剂。液-固相转化易于实现产物控制，将CH3OH/HCOOH比例从10%调整到80%，将产物从HCOOH轻松转换为CH3OH。无氧条件下，在水蒸气中甲烷高效光氧化制备液态产物有望在垃圾填埋场甲烷减排与转化方面发挥重要作用。

图注：W-SA-PCN光催化CH4氧化示意图

【文章链接】

W single-atom catalyst for CH4 photooxidation in water vapor https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202204448