双单原子位点上构筑电荷极化区强化甲烷C-H键活化

甲烷（CH4）作为天然气的主要成分，不仅储量丰富、价格低廉，更是合成高附加值燃料与化学品最具前景的碳一（C1）结构单元之一。然而，在化学界，将甲烷在温和条件下直接转化为高附加值的液态含氧化合物（如甲醇、甲酸等），一直被视为催化领域的“圣杯”反应。其主要难点在于甲烷分子由四个极性极低的C-H键组成，呈现高度对称的正四面体结构。这种结构的C-H键解离能高达439.3 kJ/mol，使得甲烷在化学上表现出极端的惰性。

2026/05/15查看更多

通过协同卤素工程实现无铅钙钛矿的高选择性CO2甲烷化

全球碳中和目标的驱动下，利用太阳能将CO2光催化转化为碳氢燃料是同时缓解能源短缺和温室效应的有效策略。CH4因其高能量密度和清洁燃烧特性成为理想产物之一。然而，CO2光还原为CH4涉及八电子/质子转移过程，动力学缓慢，通常面临活性和选择性低的难题。这主要源于两方面：一是CO2分子中C=O键能高、化学惰性强，难以活化；二是多步还原路径中，生成CH4的动力学远不如生成CO（两电子产物）有利。因此，开发高效光催化剂以实现高选择性CO2光甲烷化具有重要科学意义。

2026/05/14查看更多

界面金属纳米团簇电荷通道实现创纪录无辅助太阳能水分解

光电催化（PEC）水分解被广泛视为实现太阳能高效转化为化学能的重要途径之一。然而，在实际体系中，多数半导体光电极仍面临缺陷态密集、载流子迁移能力不足以及表面反应动力学迟缓等瓶颈，致使光生电子与空穴在抵达反应界面之前便大量复合，从而制约了太阳能制氢效率的进一步提升。

2026/03/30查看更多

通过配体插层策略实现MOF/COF的高密度集成促进光催化低浓度CO2还原  

将CO2光催化转化为CO等高值化学品是实现“双碳”目标的重要途径之一。然而，目前大多数研究集中在高纯CO2气氛下，而实际的工业烟气中CO2浓度通常仅为10-15%。在此低浓度条件下，CO2分子的传质驱动力严重不足，导致绝大多数光催化剂活性骤降。因此，开发兼具优异CO2捕获能力和高效光催化转化能力的材料，是实现烟气CO2直接资源化利用的关键科学难题。

2026/03/25查看更多

《文章投稿》LDH前驱体制备的NiCoP纳米片修饰ZnCdS复合催化剂用于高效光催化析氢

利用太阳能驱动分解水产生氢气是实现缓解全球能源短缺和环境可持续发展一种有效途径，由于缺少高效光催化剂制约了这一目标的实现。因此，开发具有高活性、稳定性和低成本的光催化剂对推动光催化分解水制氢技术的进步用具有重要意义。廉价的过渡金属磷化物作为一种有望替代贵金属的材料，在光催化水分解过程中引起了广泛关注。

2025/07/09查看更多

《文章投稿》基于钠磺酸盐电解质骨架的水凝胶太阳能蒸发器，可实现连续高盐度脱盐和能源生成

太阳能驱动的海水淡化被认为是一种具有前途的淡水获取技术，该技术具有低碳和高能量输入的优势。然而，海水中盐分的积累限制了太阳能蒸发器的长期应用。

2025/07/07查看更多

《文章投稿》全共轭苯并双噁唑桥联共价有机骨架促进光催化产氢

氢能作为零碳能源载体，是解决化石能源危机与环境问题的关键。光催化分解水制氢技术因其直接利用太阳能和水的可持续性备受关注。然而，传统无机半导体（如TiO2）存在可见光吸收弱、依赖贵金属助催化剂等瓶颈。

2025/07/04查看更多