密集邻接Ru@多孔SiO2纳米反应器

近100%选择性

通过等离激元耦合增强光热催化，实现CO2甲烷化的高效转化。

Guo, Chan · Xin, Zhang · Wang, Li Ge · Tang, Yunxiang · Hao, Wang · Tingting, Zhao · Xiao, Shikang · Yang, Zhengyi · 周宝文 · 蒋妍彦 · 王凤龙

Science Bulletin 2025

具体参数

CH4产率

{'zh': '8.75', 'en': '8.75'} mol gRu⁻¹ h⁻¹

CH4选择性

{'zh': '100', 'en': '100'} %

CH4产率（自然光）

{'zh': '2.26', 'en': '2.26'} L gcat⁻¹ h⁻¹

相比表面负载Ruₘ/pSiO₂提高倍数

{'zh': '3.2', 'en': '3.2'}

相比孤立Ru₁@pSiO₂提高倍数

{'zh': '2.6', 'en': '2.6'}

技术优势

产率提升3.2倍

相比表面负载的Ruₘ/pSiO₂催化剂，CH4产率提高3.2倍，归因于等离激元耦合增强的能量收集和局域电磁场。

自然光下即可运行

在冬季户外（−4–6 °C）自然阳光下仍能实现2.26 L gcat⁻¹ h⁻¹的CH4产率，无需外部加热或聚光。

选择性近100%

该结构限制了副反应路径，使CO2甲烷化选择性接近100%，产物几乎为纯CH4。

应用场景

• 光热催化CO2转化：直接利用太阳光驱动CO2甲烷化，替代传统热催化，降低能耗。
• 合成天然气：高选择性产CH4，可直接并入天然气管网或作为合成气原料。
• 太阳能燃料：将太阳能转化为化学能储存于CH4中，实现高效太阳能燃料制备。
• 碳捕集利用：将捕集的CO2转化为高价值CH4，实现碳资源化利用。