烷烃是天然气和原油的主要成分，也是化学工业的原料。C-H键的高效选择性活化可以将大量低成本的碳氢化合物原料转化为高附加值的产品。由于全球对轻烯烃及其相应聚合物以及合成气和氢气生产的需求不断增长，轻烷烃的C–H键活化已引起广泛关注。通过密度泛函理论（DFT）和微动力学模型对轻烃中C–H键活化的理论理解提供了一种可行的方法，可以深入了解设计更有效的催化剂以促进轻烷烃转化的过程提供指导。

有鉴于此，挪威科技大学陈德院士和华东理工大学朱贻安教授等人，综述了近年来轻烷烃的C–H键活化的计算催化的研究进展。

本文要点

1）从甲烷的直接和氧化C-H键活化开始，重点放在从DFT辅助的蒸汽和干重整微观动力学分析中获得的动力学和机理见解，以及对金属/氧化物表面和纳米颗粒大小的部分氧化依赖。

2）随后回顾了各种金属和氧化物表面上乙烷和丙烷的C–H键的直接和氧化活化，包括活性位的阐明，有趣的机理，微观动力学模型以及乙烷和丙烷转化过程的电子特征，重点是抑制副反应和积碳的形成。

总之，该工作对轻链烷烃的C-H键活化提供了基本的见解，为今后研究中催化剂的优化提供了有用的指导。

参考文献：

Yalan Wang, et al. C–H bond activation in light alkanes: a theoretical perspective. Chem. Soc. Rev., 2021.

DOI: 10.1039/D0CS01262A

https://doi.org/10.1039/D0CS01262A