「国家杰青」熊宇杰校长领衔！安徽师范大学王新JACS | 87.6%选择性光催化甲烷羰基化反应 ！

本文旨在解决光催化甲烷羰基化直接合成丙酮中产率和选择性低的问题。研究背景是传统丙酮合成依赖高能耗的异丙苯法，而光催化利用可再生太阳能和甲烷、一氧化碳为原料具可持续性，但面临中间体水解导致选择性差及传质受限等挑战。研究目的为通过原子工程与反应器工程协同，实现高选择性丙酮合成。结论显示，研究构建了Au-NiO异质结构催化剂，通过调控界面CH4/CO覆盖度促进关键中间体C-C偶联；并采用机器学习从15625种微结构中筛选出星形微柱通道流动反应器，优化气-液-固界面传质。最终，在定制流动反应器中实现了50.9 μmol h-1的丙酮产率和87.6%的选择性。该工作为光催化选择性转化甲烷及多相流反应器设计提供了新见解。