双单原子位点上构筑电荷极化区强化甲烷C-H键活化

甲烷（CH4）作为天然气的主要成分，不仅储量丰富、价格低廉，更是合成高附加值燃料与化学品最具前景的碳一（C1）结构单元之一。然而，在化学界，将甲烷在温和条件下直接转化为高附加值的液态含氧化合物（如甲醇、甲酸等），一直被视为催化领域的“圣杯”反应。其主要难点在于甲烷分子由四个极性极低的C-H键组成，呈现高度对称的正四面体结构。这种结构的C-H键解离能高达439.3 kJ/mol，使得甲烷在化学上表现出极端的惰性。

通过协同卤素工程实现无铅钙钛矿的高选择性CO2甲烷化

全球碳中和目标的驱动下，利用太阳能将CO2光催化转化为碳氢燃料是同时缓解能源短缺和温室效应的有效策略。CH4因其高能量密度和清洁燃烧特性成为理想产物之一。然而，CO2光还原为CH4涉及八电子/质子转移过程，动力学缓慢，通常面临活性和选择性低的难题。这主要源于两方面：一是CO2分子中C=O键能高、化学惰性强，难以活化；二是多步还原路径中，生成CH4的动力学远不如生成CO（两电子产物）有利。因此，开发高效光催化剂以实现高选择性CO2光甲烷化具有重要科学意义。

界面金属纳米团簇电荷通道实现创纪录无辅助太阳能水分解

光电催化（PEC）水分解被广泛视为实现太阳能高效转化为化学能的重要途径之一。然而，在实际体系中，多数半导体光电极仍面临缺陷态密集、载流子迁移能力不足以及表面反应动力学迟缓等瓶颈，致使光生电子与空穴在抵达反应界面之前便大量复合，从而制约了太阳能制氢效率的进一步提升。