甲烷氧化偶联（OCM）是非均相催化中最具挑战性的反应之一。迄今为止，由于无法抑制相对较高的CH₄转化率的燃烧反应，数百种用于OCM反应的催化剂仍然难以用于工业化。Li-MgO是用于甲烷氧化偶联（OCM）反应的典型催化剂。研究发现MgO的高指数面在OCM反应中表现出明显的催化活性，添加Li可以重组和稳定MgO催化剂上的高指数面，而不直接参与OCM反应。最近的研究表明，Li-MgO催化剂中Li的初始负载量可以强烈地影响着MgO的微观结构，并通过测量的甲基自由基中间体与催化性能相关联。

近日，中科大黄伟新教授报道了结合原位漫反射红外傅里叶变换光谱法（DRIFTS），吸附微量量热法和同步加速器真空紫外光电离质谱法（SVUV-PIMS），利用Li添加剂使MgO表面发生重构，以牺牲{100}面为代价，暴露出增强的高指数的{110}和{111}面，最终得到了具有单一Mg_4c²⁺位MgO{110}面的Li-MgO催化剂。

文章要点

1）研究发现，MgO{110}面上的Mg_4c²⁺活性位点可以有效地、选择性地将CH₄活化为甲基自由基中间体（CH₃·），从而减少其进一步的解离和随后的燃烧反应，因此，具有单一Mg_4c²⁺活性位点的Li-MgO催化剂能够有效地催化OCM反应。

该研究为开发高效的OCM催化剂提供了有益的指导。

Kun Qian, et al, Single-Site Catalysis of Li-MgO Catalysts for Oxidative Coupling of Methane Reaction, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c03896

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c03896