光催化甲烷直接转化制甲醇提高甲烷转化率和甲醇选择性

光催化甲烷(CH_(4))直接转化制甲醇(CH_(3)OH)为化学储能和高值化学品的合成提供了一种有效途径。然而,由于CH_(4)分子活化困难,且CH_(3)OH较CH_(4)更活泼,更容易发生过氧化反应,导致CH_(4)的转化率较低,CH_(3)OH的选择性也较低。因此,选择性光催化CH_(4)直接转化制CH_(3)OH仍面临巨大挑战。本文综述了近年来在光催化CH_(4)直接转化制CH_(3)OH研究中提高CH_(4)转化率和CH_(3)OH选择性的研究思路,以及相应的催化剂设计策略。在提高CH_(4)转化率方面,主要是通过改善活性氧自由基活化或催化活化路径有效活化CH_(4)。在提高CH_(3)OH选择性方面,主要为抑制CH_(3)OH的过氧化或实现CH_(3)OH再生。为了提高CH_(4)的转化率和CH_(3)OH的选择性,催化设计策略主要为负载助催化剂、调控催化材料的尺寸和构造氧空位等。最后,本综述对光催化CH_(4)直接转化制CH_(3)OH的未来研究方向提出了展望。