龙金林研究员团队在光催化甲烷无氧偶联领域取得重要研究进展

近日，龙金林研究员团队在Advanced Materials在线发表了题为“Single-Atom Zn Interface Engineering for Efficient Noble-Metal-Free Photocatalytic Non-Oxidative Coupling of Methane”的原创性研究成果。该工作报道了单原子界面工程可以同时调控光生电荷分离和表面催化反应动力学，为构筑无贵金属、高效小分子活化光催化剂提供了一种通用设计策略。

甲烷是天然气和页岩气的主要成分，其高效转化对于轻烃资源的高值利用具有重要意义。光催化甲烷非氧化偶联（NOCM）可在温和、无外加氧化剂条件下实现CH₄活化，但仍面临C–H键难活化、光生载流子易复合以及H₂析出动力学缓慢等问题。ZnO虽具有内建电场并可形成Zn⁺/O⁻活性中心，但通常需要借助Au、Pd、Pt等贵金属进一步提升电荷分离和表面反应效率。针对这一瓶颈，该研究构筑Zn–O–TiO₂单原子界面，通过形成长寿命Zn⁺/O⁻电荷分离态并利用Zn单原子促进H₂析出，实现了无贵金属条件下高效的光催化甲烷非氧化偶联。该研究表明，通过构筑具有电荷分离功能的单原子界面，可同时优化光生载流子行为和表面反应动力学，为低成本、高效的小分子活化及太阳能燃料制备提供了一种具有普适性的设计思路。

福州大学化学学院龙金林研究员、东南大学黄皓玮教授、南京理工大学张璞副教授为本文共同通讯作者，福州大学化学学院2022级硕士研究生曾海华和2021级博士研究生隋晓钰为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金和福建省闽江学者计划项目的资助。

论文信息：Haihua Zeng, Xiaoyu Sui, Pu Zhang*, Ying Wang, Zizhong Zhang, Rusheng Yuan, Zhengxin Ding, Yanhui Ao, Bindong Li, Haowei Huang*, Jinlin Long* Single-Atom Zn Interface Engineering for Efficient Noble-Metal-Free Photocatalytic Non-Oxidative Coupling of Methane. Adv. Mater. 2026, e74983. DOI: 10.1002/adma.74983