根據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)最新研究成果，該校熊玉杰教授、龍然教授研究團(tuán)隊(duì)與院士團(tuán)隊(duì)副研究員傅岑峰、南京大學(xué)院士團(tuán)隊(duì)姚教授合作，創(chuàng)新出一種催化劑設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了制備乙烷和氫氣的高選擇性，效率達(dá)到中溫催化甲烷厭氧偶聯(lián)水平，該研究成果發(fā)表在《自然-通訊》上。

甲烷是天然氣、可燃冰和沼氣的主要成分，廣泛分布于自然界。如何將巨大的甲烷資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)附加值更高的燃料或化工產(chǎn)品，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。甲烷光催化厭氧偶聯(lián)可以在溫和的條件下直接轉(zhuǎn)化甲烷，同時(shí)獲得多碳烴和氫氣，是一種很有吸引力的途徑。

熊玉杰介紹:“光催化甲烷厭氧耦合法一方面不需要成熟的甲烷重整和費(fèi)托合成兩步間接轉(zhuǎn)化法，避免了工藝復(fù)雜、能耗高、生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)；另一方面，該方法不需要使用苛刻的反應(yīng)條件，避免了甲烷過度氧化生成大量二氧化碳等副產(chǎn)物?！?/span>

熊玉杰和龍然團(tuán)隊(duì)提出了單原子配位負(fù)載的方法來調(diào)控光催化劑的價(jià)帶電子結(jié)構(gòu)，形成了非常穩(wěn)定的單原子和晶格氧的配位結(jié)構(gòu)，阻止了晶格氧原子直接參與光催化甲烷厭氧偶聯(lián)反應(yīng)，從而提高了光催化甲烷厭氧偶聯(lián)性能，降低了甲烷的過度氧化程度?；谠摬呗?，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了每克催化劑每天產(chǎn)生0.7克乙烷，其選擇性達(dá)到94.3%，同時(shí)還能產(chǎn)生同比例的氫氣。研究人員進(jìn)一步通過元素?fù)诫s的方法，提高了催化劑中晶格氧的穩(wěn)定性，進(jìn)而延長(zhǎng)催化性能的穩(wěn)定性，為發(fā)展高效光催化甲烷無氧偶聯(lián)催化劑提供了新的思路。