Janus锰单原子催化剂

光热CO₂甲烷化速率140倍

通过自旋极化效应实现高效光热CO₂甲烷化，活性较原始NNSO提升约140倍，几乎全选择性。

许勇 · Shujuan, Chen · Lulu, Yao · 代威力 · Jianbo, Fang · Chenggao, Sun · Wenping, Feng · 邹建平 · 罗旭彪

Science Advances 2026

参数信息

CO₂ 甲烷化速率

195.7 mmol g⁻¹ h⁻¹

催化活性提升倍数

140 times

技术优势

选择性近乎全

反应路径改变，CO 副产物被抑制，甲烷选择性接近 100%。

活性提升140倍

相较于 NNSO，1.0%Mn/NNSO 的催化活性提升约 140 倍，源于自旋极化促进电子定向转移和氢溢流。

自旋极化机制

自旋极化效应首次被用于光热 CO₂ 甲烷化，实现光热电子的定向转移，提高 Mn 位点电子密度和 CO₂ 吸附能力。

应用场景

• 光热催化：直接利用太阳光驱动，无需额外热源或电能，实现高效 CO₂ 甲烷化反应。
• 电催化：自旋极化调控电子转移的策略可迁移至电催化 CO₂ 还原，提高产物选择性。
• 催化材料：NNSO 负载 Mn 单原子形成稳定的催化材料，可直接用于多相催化体系。
• 单原子催化：利用单原子位点精确调控中间体吸附和反应路径，显著提升原子利用效率。