张礼知教授团队Nat. Commun.：氧气驱动！黄铁矿仿酶催化实现甲烷到甲醇的高效转化

背景：甲烷（CH4）作为天然气主要成分，其温和条件下选择性氧化是重大挑战，现有活化体系普遍采用强氧化剂，增加环境负担和工艺成本。氧气（O2）作为最经济绿色的氧化剂，却因自旋禁阻需高温克服反应能垒。研究目的：受自然甲烷单加氧酶（sMMO）双铁活性中心启发，通过原子级修饰黄铁矿（FeS2）表面，精准移除桥连硫原子构建双≡Feᴵᴵ…Feᴵᴵ≡活性位点，实现O2驱动的高自旋铁氧物种（FeIV=O）可控合成，以高效催化甲烷制甲醇。结论：在常温常压O2驱动下实现87.0%甲醇选择性及27.4 h⁻¹的转化频率，性能超越多数O2驱动体系并媲美H2O2体系，为高活性铁氧物种合成和非酶甲烷活化提供新途径。