中科大李文志AS：构建多埃级间隔的Cu-Ni双原子对协同活化甲烷C-H键制甲醇

研究背景：甲烷直接选择性转化为甲醇是应对能源危机和气候变化的重要途径，但C-H键的高键能使其活化极具挑战性。受自然界甲烷单加氧酶启发，需在原子尺度设计能协同极化C-H键的双金属活性中心。研究目的：通过在氧化铟纳米管上构建Cu-Ni异核双原子对，精确调控原子间距以实现甲烷C-H键的高效活化。结论：最优CuNi/InNT催化剂实现106 mmol/gcat/h的含氧化合物生成速率，理论计算表明最小间距的Cu-Ni对通过轨道耦合增强d带中心，强化与甲烷轨道的杂化作用。该工作揭示了双原子位点协同机制，建立了普适性设计原理，并通过连续反应器设计提升甲醇产率和选择性。