通过直接氧化的方法将甲烷氧化为甲醇及其液态氧化衍生物，是实现可持续化学工业的一种具有较高前景的道路，但是这种过程中面临着甲烷分子活化和过度氧化的困境。

有鉴于此，伦敦大学学院唐军旺等报道在ZnO表面修饰高度分散的Au和Cu物种作为助催化剂，实现了光催化甲烷氧化生成C1氧化衍生物，过程中使用O₂作为氧化剂，能够在温和反应条件中进行。

本文要点：

（1）

优化比例的AuCu-ZnO光催化剂的初级产物（CH₃OH、CH₃COOH）和HCHO实现了接近100 %的选择性，在365 nm紫外光的表观量子产率达到14.1 %，这比以往报道的甲烷催化氧化催化剂的活性都更高。

（2）

通过原位ESR、XPS表征，发现Cu催化物种作为光激发电子介导位点将O₂活化生成·OOH，Au催化物种是比较好的光空穴受体，能够将H₂O氧化为·OH，因此通过这些协同作用促进电荷分离和甲烷转化。

本文研究说明，双重助催化剂的共同修饰作用能够有效的改善反应活性和反应选择性。

参考文献

Lei Luo, Zhuyu Gong, Youxun Xu, Jiani Ma, Huifen Liu, Jialiang Xing, and Junwang Tang*, Binary Au−Cu Reaction Sites Decorated ZnO for Selective Methane Oxidation to C1 Oxygenates with Nearly 100% Selectivity at Room Temperature, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c09141

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c09141