Ta单原子Ga₂O₃量子点

一步产丙酮

Ta单原子与Ga路易斯酸协同，在常温常压下将甲烷一步光催化转化为丙酮，无需贵金属。

Zhang, Jiangjie · 王立宏 · 沈锦妮 · Yan, Liangliang · 甄延忠 · 付峰 · Lu, Lanlu · 龙金林 · 戴文新 · 付贤智 · 张子重 · 曹荣

Angewandte Chemie - International Edition 2026

具体参数

丙酮产率

{'zh': '86.7', 'en': '86.7'} µmol g⁻¹ h⁻¹

碳基选择性

{'zh': '56.2', 'en': '56.2'} %

液相选择性

{'zh': '81.2', 'en': '81.2'} %

表观量子效率

{'zh': '20.7', 'en': '20.7'} %

技术优势

无需贵金属

使用Ta单原子修饰的Ga₂O₃量子点，避免了贵金属光催化剂的成本与稀缺性问题。

一步合成丙酮

甲烷和水直接转化为丙酮，无需多步反应或中间分离。

高选择性

碳基选择性56.2%，液相选择性81.2%，减少副产物。

氧端吸附构型

独特的η¹(O)-CH₃CO构型减小位阻、增强羰基碳亲电性，促进C-C偶联。

应用场景

• 光催化甲烷转化：将甲烷温和转化为高值化学品，避免高温高压。
• 甲烷氧化：实现甲烷选择性氧化为丙酮，而非完全氧化。
• C2+含氧化合物合成：直接合成C3含氧化合物丙酮，拓宽产物范围。