物理化学学报 >> 2025, Vol. 41 >> Issue (11): 100153.doi: 10.1016/j.actphy.2025.100153
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徐新宇1,2, 陆迦勒1,2, 苏波1,2, 陈佳义1,2,*(
), 陈雄1,2,*(
), 汪思波1,2,*(
)
收稿日期:2025-07-19
修回日期:2025-08-04
录用日期:2025-08-06
发布日期:2025-09-29
通讯作者:
Email: jiayi9236@fzu.edu.cn (陈佳义)chenxiong987@fzu.edu.cn (陈雄)sibowang@fzu.edu.cn (汪思波)
基金资助:
Xinyu Xu1,2, Jiale Lu1,2, Bo Su1,2, Jiayi Chen1,2,*(
), Xiong Chen1,2,*(
), Sibo Wang1,2,*(
)
Received:2025-07-19
Revised:2025-08-04
Accepted:2025-08-06
Published:2025-09-29
Contact:
Email: jiayi9236@fzu.edu.cn (Jiayi Chen)chenxiong987@fzu.edu.cn (Xiong Chen)sibowang@fzu.edu.cn (Sibo Wang)
Supported by:摘要:
温和条件下甲烷选择性氧化制备高附加值化学品是一条可持续但极具挑战的路径,其瓶颈在于CH4活化能垒高且易发生过度氧化。本研究通过Ti掺杂与Au负载的协同策略,构建了高效Au/Ti-CeO2光催化剂用于甲烷氧化偶联制乙烷。优化后的催化剂在20次循环反应中保持稳定,C2H6产率达2971.4 μmol·g−1·h−1,C2+选择性达85.1%。原位X射线光电子能谱、电子顺磁共振和漫反射红外傅里叶变换光谱分析表明:Ti掺杂向CeO2中引入杂质能级,通过内建电场促进电子定向迁移至表面金纳米颗粒(Au NPs);Au NPs作为电子富集位点可活化O2、促进*CH3自由基偶联为C2H6并稳定活性中间体,从而增强电荷分离并抑制中间体过度氧化。该研究揭示了元素掺杂与助催化剂协同调控电荷动力学和表面反应活性对实现高效光催化甲烷转化的重要作用。
徐新宇, 陆迦勒, 苏波, 陈佳义, 陈雄, 汪思波. 调控电荷动力学与表面反应性用于Au/Ti-CeO2光催化甲烷选择性氧化制乙烷[J]. 物理化学学报, 2025, 41(11), 100153. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100153
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