JACA：光催化甲烷到羧酸的转化
1⃣️ 目前甲烷转化为乙酸的产业路线是通过甲烷重整为合成气（CO和H2）、甲醇合成，随后进行甲醇的羰基化得到AcOH。
2⃣️
甲烷在温和条件下直接转化为AcOH在文献中也有探索，例如Pd（II）催化的液态硫酸中的氧化甲烷缩合反应，Ca和V-络合物催化的甲烷与过二硫酸盐和三氟乙酸的羧基化反应，由均相和异质Rh单位点催化的甲烷与CO和O2的羰基化反应等。但是，不可缺少的使用强氧化剂，如腐蚀性酸或氧气，这不可避免地导致环境问题、安全风险和由于AcOH过度氧化为二氧化碳而导致的低选择性。
3⃣️ 水是催化反应中广泛使用的溶剂和氧源。先前，Sushkevich等人表明水既可以作为软氧化剂，也可以作为甲烷的厌氧氧化中的中间体稳定剂，因此有助于高选择性得到甲醇。最近，Liu等人进一步阐述水作为氧源的促进作用和CH4氧化为甲醇中的位点阻滞剂。实际上，从CH4、CO和水直接合成乙酸的挑战主要在于不利的热力学过程。
4⃣️ 利用光激发电荷载流子作为驱动力来进行化学键的活化，光催化体系有机会超越传统热活化催化的热力学限制。具体来说，使用合适的光催化体系，即使在室温下，也可以把CH4，CO和水活化，使得H2O诱导的CH4氧化转化为AcOH成为可能。
5⃣️ 近日，法国里尔大学Andrei Y. Khodakov和Vitaly V. Ordomsky教授报道了一种直接的光催化反应，通过甲烷和一氧化碳，在室温下利用水作为单一的氧源，合成AcOH。最佳的催化剂由二氧化钛和锚定在单原子Pt上的磷钨多金属氧酸铵簇组成。它能在60 h内分别以90%的选择性（在液相中）和66%的选择性（碳基）合成5.7 mmol·L−1的乙酸溶液，每摩尔的Pt可产生99摩尔的乙酸。结合同位素和原位光谱研究表明，乙酸的合成是通过甲烷在Pt位点上的光催化氧化羰基化产生，水衍生的羟基自由基促进了甲烷活化。
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