DOI 10.1038/s41467-023-38334-7
Nearly 100% selective and visible-light-driven methane conversion to formaldehyde via. single-atom Cu and Wδ.
Аннотация
Direct solar-driven methane (CH4) reforming is highly desirable but challenging, particularly to achieve a value-added product with high selectivity. Here, we identify a synergistic ensemble effect of atomically dispersed copper (Cu) species and partially reduced tungsten (Wδ+), stabilised over an oxygen-vacancy-rich WO3, which enables exceptional photocatalytic CH4 conversion to formaldehyde (HCHO) under visible light, leading to nearly 100% selectivity, a very high yield of 4979.0 μmol·g-1 within 2 h, and the normalised mass activity of 8.5 × 106 μmol·g-1Cu·h-1 of HCHO at ambient temperature. In-situ EPR and XPS analyses indicate that the Cu species serve as the electron acceptor, promoting the photo-induced electron transfer from the conduction band to O2, generating reactive •OOH radicals. In parallel, the adjacent Wδ+ species act as the hole acceptor and the preferred adsorption and activation site of H2O to produce hydroxyl radicals (•OH), and thus activate CH4 to methyl radicals (•CH3). The synergy of the adjacent dual active sites boosts the overall efficiency and selectivity of the conversion process.
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.