中科院生态环境中心JACS：分子筛中B酸位与Cu/Zn单原子位点协同催化甲烷直接氧化

背景：甲烷直接氧化（DOM）是实现甲烷低温高值化利用的关键途径，但传统催化剂在温和条件下活性和选择性有限。研究目的：中国科学院生态环境研究中心团队旨在探究Brønsted酸位点（BAS）与金属单原子位点的协同作用，以提升甲烷氧化性能。结论：通过将Cu和Zn单原子引入ZSM-5分子筛，研究发现BAS能极化CH₄分子、削弱C-H键，与Cu/Zn位点生成的活性氧物种协同，在70°C下实现高达41651 µmol gcat⁻¹ h⁻¹的C1含氧化合物产率和近90%的选择性，提出了“质子极化-自由基接力”新机制，为甲烷催化转化提供了新设计范式。