通过打破单原子催化位点的结构对称性，能够调控CH₄光催化选择性氧化反应的路径，实现选择性生成甲醇。

有鉴于此，武汉大学翟月明（Yueming Zhai）、南洋理工大学刘彬（Bin Liu）、苏州科技大学杨鸿斌（Yang Hongbin）等报道系统的研究担载于PCN基底上的结构对称Co单原子位点（Co-N₄）、不对称Co原子位点（Co-C₂N₂）的光催化甲烷转化，发现配位环境不对称的单原子Co具有显著提高的甲醇选择性。

本文要点

（1）

在配位结构不对称的AC-Co₁/PCN的光催化甲烷转化反应，实现了优异的CH₃OH选择性（87.22 %）；而配位对称的SC-Co₁/PCN选择性仅为45 %。200 mg AC-Co₁/PCN催化剂在光催化甲烷转化反应，实现了2.42 %的CH₄转化率和2.11 %甲醇产率。

（2）

通过多种原位表征测试和时间分辨DFT计算模拟，说明AC-Co₁/PCN催化剂具有合适的电子结构，有助于单电子转移的方式进行H₂O氧化反应，因此显著的改善光催化甲烷氧化生成甲醇的性能。

参考文献

Jie Ding, Zhenyuan Teng, Xiaozhi Su, Kosaku Kato, Yuhang Liu, Ting Xiao, Wei Liu, Lingyue Liu, Qiao Zhang, Xinyi Ren, Jincheng Zhang, Zhaoyang Chen, Ohno Teruhisa, Akira Yamakata, Hongbin Yang,* Yanqiang Huang, Bin Liu,* and Yueming Zhai,* Asymmetrically coordinated cobalt single atom on carbon nitride for highly selective photocatalytic oxidation of CH₄ to CH3OH, Chem 2023,

DOI: 10.1016/j.chempr.2023.02.011

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929423000815