化学术语烷烃或石蜡是指由单键碳原子和氢原子组成的有机化合物，例如甲烷、乙烷和丙烷，以及其他几种碳氢化合物。多年来，烷烃因其独特的化学性质及其在产生化学反应中的作用而广泛用于有机化学。

近几十年来，化学家一直在探索通过称为“非氧化​​脱氢”的过程分解烷烃的可能性，以获得有价值的碳原料和氢燃料。这最终可能对能源部门产生有价值的影响，因为它将为新的氢基能源解决方案提供一种制造清洁燃料的低成本方法。

不幸的是，烷烃中的CH键通常只能在高温、紫外线下或使用化学计量氧化剂时才能分解。这阻碍了大规模采用这种方法来制造氢燃料。

中国吉林大学的研究人员最近介绍了一种可能的策略，以实现烷烃在近红外可见光和室温下的非氧化脱氢。他们在NatureEnergy上发表的一篇论文中介绍了他们提出的方法，该方法需要使用铂/二氧化钛(Pt/blackTiO2)光催化剂，其中铂原子紧密但不完全键合。

“我们研究的最初目标是用黑色TiO2代替我之前工作中使用的商业TiO2，​​以增强催化剂的光吸收能力，”LuLi说。“在我们的实验中，我们利用太阳能在室温下驱动烷烃的非氧化脱氢。引入清洁光子能量可以克服热力学限制，使烷烃转化在环境条件下发生，具有更高的选择性和耐久性。”

在最初的实验中，李和他的同事的方法取得了非常有希望的结果，因为它可以在室温和近红外可见光下有效地使不同的烷烃脱氢。对于环己烷，他们的光催化剂能够生产H2，周转数为100,000，反应有效地进行了80个反应循环。这比通过热反应获得的结果要好得多。

另一方面，对于甲烷，研究人员实现了8.2%的转化率，对丙烷的选择性为65%。最后，对于C2+烷烃，Li和他的同事实现了对相应烯烃的快速脱氢(高达1,440µmolg-1 h-1)。

“全新的‘单原子收集’催化剂可以结合单原子催化剂和纳米催化剂的优点，”李说。“这种新型催化剂可能在许多重要的非均相催化过程中具有潜在应用。”

将来，该研究小组使用的光催化剂可能被证明对从烷烃生产氢燃料具有很高的价值，而无需高温、紫外线和化学计量氧化剂。这可能有助于降低氢燃料的生产成本，从而有可能促进其在能源应用中的应用。

“为了扩展这项工作，我们现在正在寻找基于廉价金属的高效光催化剂，”李补充道。“此外，我们将把底物扩展到各种无毒的饱和碳氢化合物。”