甲烷在温和的条件下直接氧化制甲醇，由于其活性不足和选择性低而具有挑战性。一个关键目标是改善甲烷第一个碳氢键的选择性氧化，同时抑制剩余碳氢键的氧化，以确保甲醇的高产率和选择性。

在这里，海南大学Peilin Deng，Xinlong Tian，中国科学院物理研究所Lin Gu，广东工业大学Quanbing Liu设计了超薄的Pd_xAu_y纳米薄膜，并利用实验和密度泛函理论结果揭示了催化剂表面羟基自由基的结合强度与催化性能之间的火山型关系。

文章要点

1）研究表明，反应过程中的反应引发步骤和反应转化步骤之间存在权衡关系。

2）优化后的Pd₃Au₁纳米片的甲醇产率为每克Pd每小时147.8毫摩尔，在70 ℃时选择性为98%，是甲烷直接氧化制甲醇最有效的催化剂之一。

参考文献

Xu, Y., Wu, D., Zhang, Q. et al. Regulating Au coverage for the direct oxidation of methane to methanol. Nat Commun 15, 564 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-024-44839-6