厦门大学/安徽师范大学JACS：工况红外光谱揭示甲烷C–H键活化与转化机制

背景：甲烷（CH₄）作为重要的碳资源，其选择性电催化转化为高值化学品是能源催化领域的关键挑战，但反应过程中间体的直接观测与反应机制尚不明确。研究目的：厦门大学与安徽师范大学合作团队旨在通过高灵敏度原位红外光谱结合理论计算，揭示甲烷在铂（Pt）催化剂表面的C–H键活化与转化全路径。结论：研究首次在Pt/C膜电极上直接观测到关键中间体*CH，发现甲烷初始C–H键活化呈电位无关特性，而后续*CH氧化强烈依赖电位与表面*OH竞争吸附；明确了甲烷经历逐步脱氢后氧化为CO₂的完整路径，指出稳定*CH中间体是实现甲烷高值化转化的关键。