但是，目前人们对于等离子体催化CH4和CO2直接转化为氧化物的反应机理研究较少，因此控制液体选择性和操纵中间物种仍然是重大挑战，这限制了环境条件下CH4和CO2转化为液体产物的实际应用。

在介质阻挡放电(DBD)等离子体反应器中，中国石油大学(华东)吴文婷、吴明铂和英国利物浦大学屠昕等设计了含有Cu和-NH2基团的MOF催化剂，用于催化CH4与CO2在室温和常压下转化为液体产物。

性能测试结果显示，最优的10% Cu/UiO-66-NH2催化剂上的总液体选择性达到53.4%，其中C2+液体产物占总液体产物的60.8%。同时，C2+氧化物的分布向乙醇转移，优于先前报道的主要氧化物乙酸。更重要的是，该催化剂具有优异的反应稳定性，即使反应时间延长到240分钟，CH4转化率可以稳定在23.5%，CO2转化率可以稳定在21.6%。

此外，基于实验结果，研究人员提出了10% Cu/UiO-66-NH2表面等离子体协同促进反应进行的机制：在等离子体条件下，催化剂的-NH2基团(一个强的路易斯碱位点)促进了CO2的吸附及其随后活化生成*CO和*COOH中间体。

Cu的引入促进了*COOH分解为*CO，这更有利于随后的氢化和C-C偶联反应生成醇、醛和丙酮；此外，由*COOH产生的高活性*OH物种可以与*CHx物种反应产生更多*CHxO物种，这有利于通过在Cu位点上的C-C偶联进一步形成C2+液体产物，从而抑制气体产物(如CO和H2)的形成。 总的来说，这项工作揭示了在环境条件下等离子体催化CO2氧化CH4过程中的C-C偶联和C2+液体生产的机理，对合理设计更有效的催化剂具有指导意义，为可持续燃料和化学品生产的进一步发展铺平了道路。

Unveiling the mechanism of plasma-catalyzed oxidation of methane to C2+ oxygenates over Cu/UiO-66-NH2. ACS Catalysis, 2024.

DOI: 10.1021/acscatal.4c00261