尊龙凯时官方网站甲烷直接催化转化制高附加值化学品是世界性难题，被誉为化学领域的 圣杯 ，这主要是由于甲烷的低极化率和高的C-H键能（439kJ/mol），使其转化通常需要借助高温（大于600oC）、强氧化剂（如发烟硫酸）或外场（如等离子体）等苛刻的反应条件，但这又极易导致目标产物发生过度转化（如生成CO2等）。利用廉价、绿色的氧气在低温甚至室温下直接定向转化甲烷是一个 梦想反应 。然而，氧气分子极难在温和条件下持续形成可活化甲烷C-H键的活性氧物种，导致室温下甲烷与氧气直接催化转化非常具有挑战性。

本工作在此基础上，通过模拟自然界中甲烷单加氧酶的双核金属中心，构筑了MoS2边硫空位限域的配位不饱和双Mo位点，实现了甲烷与氧气室温直接催化转化制C1含氧产物。相比于之前报道的化学循环反应体系中复杂的氧气/甲烷分步变温活化和低的甲烷转化率（ 1%），该催化体系可在25oC下实现甲烷与氧气一步直接转化为甲醇等C1含氧产物，甲烷的最高转化率可达4.2%，同时C1含氧产物的选择性大于99%，有效抑制了CO2的生成。结合时间分辨原位表征与理论计算研究发现，MoS2边硫空位限域的配位不饱和双Mo位点可在室温下直接解离氧气分子形成高活性O=Mo=O*物种，该物种能够高效活化甲烷C-H键进而将甲烷经由甲氧基中间体转化为C1含氧产物。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41929-023-01030-2