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 低碳烯烴是重要的化學品或中間體，主要來源于石腦油裂解等石化過程。以成本相對低廉、儲量相對豐富的天然氣(主成分是CH₄)替代石油生產基礎化學品，是當前學術界和產業界研究開發的重要方向。CH₄非常穩定，通常以催化劑表界面活性氧物種實現對CH₄的活化與氧化，但易將CH₄及其產物過氧化而降低原子利用率。CO₂作為氧源在較高溫度亦可將CH₄轉化為低碳烯烴，但催化劑失活是尚未解決的關鍵難點。

   據報道，中國科學院福建物質結構研究所功能納米結構設計與組裝重點實驗室謝奎課題組，在國家重點研發計劃、國家基金重大研究計劃、中科院潔凈能源創新院聯合基金和福建省百人計劃等資助下，發展出熱電耦合催化CH₄/CO₂制烯烴的新途徑，如圖所示，CO₂作為氧源在陰極活化還原為CO，氧離子則通過電解質傳輸至陽極以界面活性氧的形式對CH₄活化并耦合氣相偶聯實現CH₄向烯烴的轉化。外場環境和界面催化的協同調變避免了CH₄及其產物過度氧化。這一過程不僅實現了CH₄向低碳烯烴轉化，也實現了CO₂還原與高值利用，是“一舉兩得”的極具潛力的新途徑。

　　該工作通過對Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ(SFMO)摻雜并在表面鉚合生長納米鐵構筑金屬-氧化物界面體系，以增強對CH₄的活化和納米金屬穩定性以及抗積碳性能。協同調控金屬-氧化物界面長度和外電場實現陶瓷電極對CH₄氧化性能的調變。常壓下實現了16.7%的C₂產物濃度，CH₄轉化率可達41%，運行100小時無衰減。相關研究結果發表于《自然-通訊》（Nature Communications）。

　　該課題組此前開展了新型界面體系、電解CO₂制CO和電解CO₂耦合CH₄氧化制合成氣(Science Advances,2018,4,eaar5100；Nature Communications,2017,8:14785)的研究工作。并針對小分子活化轉化的活性位點，將不飽和配位局域結構長程有序化構筑了多孔單晶體系，研究配位不飽和度和局域電子態等對特定小分子活化轉化的機制(Advanced Mateirals,2018,1806552；Materials Horizons,2018,5,953-960；Nature Communications,2017,8,2178)。