近期，中国科大苏州高等研究院刘东老师课题组马军博士在Wiley旗下新刊《Small Structures》上发表题为“Defect Engineering in Photocatalytic Methane Conversion”的综述论文。马军博士为本文的第一作者，刘东老师为本文的共同作者，中国科大熊宇杰教授和刘敬祥（Low Jingxiang）副研究员为本文的通讯作者。

甲烷转化制备高附加值化学品受到工业界和科研界广泛的关注。由于甲烷具有极其稳定的分子构型，目前甲烷转化技术通常需要苛刻的条件（700℃以上高温、10 bar以上高压），反应过程需要大量能量输入，还会带来严重的积炭和催化剂烧结等问题。太阳能作为广泛可得的清洁能源，可以代替热能来驱动化学反应。近年来，光催化甲烷转化技术通过利用光能产生活性氧物种（光生空穴、羟基自由基等）活化甲烷的C–H键，从而降低甲烷转化的活化能垒，实现在温和条件下的甲烷转化。

图1：缺陷在光催化甲烷转化中的重要作用

在光催化甲烷转化中，催化剂的表面状态对光催化甲烷转化的活性和目标产物选择性起着至关重要的作用。在这篇综述论文中，马军博士总结了表面缺陷工程的优势和效果，缺陷工程不仅能扩宽光催化剂的光吸收范围，而且能够构筑表面活性位点以极化甲烷C–H键、稳定关键中间体，促进高效光催化甲烷转化。本文为光驱动甲烷活化的材料设计研究提供了方向，有助于光驱动人工碳循环的发展。

论文链接：https://doi.org/10.1002/sstr.202100147