CH₄直接氧化制备乙醇是具有吸引力的过程，但是该反应具有非常大的挑战。这是因为CH₄转化为乙醇的过程包括同时的碳链增长和羟基化。对于通常的粉末分散CH₄催化体系在催化反应过程中产生丰富的活性氧，容易导致产物的过氧化。活性氧物种具有很强的亲核进攻能力，这导致光催化反应更容易生成C1的氧化衍生物。

有鉴于此，华东理工大学张金龙教授、王灵芝教授等报道亲水性的漂浮Fe(III)交联多孔海藻酸盐（alginate）水凝胶膜构筑三相催化界面，改善光催化甲烷生成乙醇的性能。

本文要点

（1）

在多孔结构内修饰C₃N₄ [Fe(III)@ACN]，从而能够增强H₂O分子和CH₄分子与催化活性位点以及多孔通道内活性物种的接触。光激发Fe(II)能够引发H₂O₂之间Fenton反应生成·OH。三相界面处的CH₄传质效应得到增强，因此能够更好的与·OH反应生成·CH₃，并且促进碳链增长，从而将CH₄转化为CH₃OH变为C₂H₅OH。

（2）

Fe(III)@ACN催化剂产物的有机醇选择性达到96 %，而且C₂H₅OH在有机醇的比例达到90 %，产率达到171.7 μmol g^-1 h^-1。

参考文献

Chun He, Lan Shang, Hongfu Zhu, Lianchao Yu, Lingzhi Wang*, and Jinlong Zhang*, Photocatalytic Conversion of Methane to Ethanol at a Three-Phase Interface with Concentration-Matched Hydroxyl and Methyl Radicals, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c01366

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c01366