非氧化甲烷偶联NOCM（Nonoxidative coupling of methane）是能够直接将甲烷转化为乙烷和氢气的一种吸引人的方法，但是传统的非氧化甲烷偶联反应需要非常高的反应温度，面临着由于积碳导致催化剂失活的现象。通过光催化方式进行NOCM能够在较低的室温温度中进行。

有鉴于此，京都大学Hisao Yoshida等报道发展了一种Pd-Bi/Ga₂O₃，这种催化剂中将Pd和Bi两种金属催化剂修饰在Ga₂O₃上，在320 K室温和大气气氛中能够将甲烷转化为乙烷和氢气，实现了优异的催化活性和长时间稳定催化的能力。

本文要点：

（1）

在优化比例的Pd(0.18)-Bi(0.05)/Ga₂O₃光催化剂上展示了最好的光催化活性，光催化效率达到1.10 μmol h^-1，在0.8 s的接触时间能够实现0.03 %的甲烷转化率，实现了0.2 %的表观量子效率。

（2）

这种Pd-Bi/Ga₂O₃光催化剂展示了优异的催化稳定性，在100 h实现稳定的催化反应活性，未见催化活性或者催化选择性衰减，而且这种催化剂成功的实现了循环利用。

（3）

作者验证这种双位点共催化剂中包含催化位点之间的传输，提出了两种催化位点协同催化反应机理。

参考文献

Surya Pratap Singh, Akira Yamamoto, Eri Fudo, Atsuhiro Tanaka, Hiroshi Kominami, and Hisao Yoshida*, A Pd-Bi Dual-Cocatalyst-Loaded Gallium Oxide Photocatalyst for Selective and Stable Nonoxidative Coupling of Methane, ACS Catal. 2021, 11, 13768–13781

DOI: 10.1021/acscatal.1c03786

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03786