甲烷儲量巨大，廣泛存在于天然氣、頁巖氣和可燃冰等礦產資源中。甲烷被視為未來能源和化工生產中有前途的原料。在工業(yè)上通過間接途徑轉化為碳氫化合物，例如甲烷的氧化偶聯和直接脫氫過程。這些過程通常需要高溫條件，并具有較高能耗。因此，在相對溫和的條件下將甲烷直接轉化為高附加值化學品成為了化學、能源和環(huán)境領域關注的核心課題，然而由于甲烷C-H鍵固有惰性，這仍然面臨著巨大挑戰(zhàn)。

本文報道了利用光沉積法將銅納米顆粒負載在靜電紡絲合成的金紅石與銳鈦礦混相的納米纖維催化劑，可以在溫和條件下催化甲烷高效轉化為C1含氧化合物。

在80℃條件下，1% Cu/TiO₂-A+R催化甲烷氧化到C1含氧化合物的產率為2510.7 mmol·g_Cu^-1·h^-1，選擇性為100%。這超過了目前已報導的絕大多數相同條件下的甲烷轉化催化劑。結合原位光譜表征和DFT理論計算，研究發(fā)現TiO₂在銳鈦礦與金紅石混合相中顯著提高了負載銅物種的Cu⁺/Cu⁰的比值，且該比值與含氧種的生成速率呈線性關系。Cu_Ⅰ位點促進H₂O₂在Cu₂O(111)上解離產生活性氧物種。這些活性氧降低了斷裂CH₄的C-H鍵的能壘，從而提高了催化活性。

趙震，1964年3月出生，黑龍江省尚志市人，國家級人才，沈陽師范大學特聘教授、中國石油大學（北京）教授、博士生導師；沈陽師范大學化學化工學院院長，能源與環(huán)境催化研究所所長。中國科協“一帶一路”國際聯合能源與環(huán)境催化研究中心主任；遼寧省高校重大科技平臺“能源與環(huán)境催化工程技術研究中心”主任；“油氣資源高效轉化與潔凈利用”遼寧省協同創(chuàng)新中心、遼寧省重點實驗室及遼寧省工程技術中心主任；遼寧省高校黃大年式教師團隊負責人；“能源與環(huán)境催化”遼寧省創(chuàng)新團隊帶頭人；國家一流本科專業(yè)化學專業(yè)建設點負責人；化學工程與技術一級學科負責人；沈陽師范大學校學術委員會副主任。

現兼任中國稀土學會催化專業(yè)委員會副主任、中國稀土學會常務理事、中國能源學會副會長和能源與環(huán)境專業(yè)委員會主任、中國化學會催化專業(yè)委員會等多個專委會委員；現（曾）任Journal of Chemical Physics Impact，Journal of Chemistry，Journal of Rare Earths，Chinese Journal of Catalysis，Petroleum Science，《科學通報》《工業(yè)催化》《中國稀土學報》《石油科學通報》《無機鹽工業(yè)》等十多個雜志的編委或副主編。

入選國際VEBLEO學會組織Fellow、教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授、“新世紀百千萬人才”國家級人選、“國務院政府特殊津貼”專家、遼寧杰出科技工作者、遼寧省高校攀登學者、遼寧省學術頭雁、遼寧省優(yōu)秀科技工作者、沈陽市杰出人才等榮譽和稱號。

主要從事能源與環(huán)境催化、稀土催化、催化新材料等方面的研發(fā)工作。作為負責人承擔了科技部重點研發(fā)計劃項目、863主題（專題）項目課題、國家自然科學基金重大研究計劃集成、重點和培育項目、國家自然科學基金重點項目、聯合基金重點項目、面上項目、國際合作項目等國家級項目（課題）16項；承擔省、部、市、局級項目30余項；同時作為子課題（任務）負責人或研究骨干參加科技部973項目3項，重點研發(fā)計劃項目1項。在化學化工（催化）領域國內外知名的學術期刊上發(fā)表催化相關論文500余篇。發(fā)表文章被引用18000多次，H因子71（Scopus）。2015—2022年連續(xù)8年入選愛思唯爾公司公布的中國高被引學者榜單（化學工程與技術）。申請發(fā)明專利90余項，其中62項已獲授權。在國內外催化相關會議上作大會特邀報告、Keynote及邀請報告90多次。作為組委會主席承（主）辦了5次全國性學術會議和1次國際學術會議，參與承辦或主持了多個與催化相關的國際、國內學術會議。

2017年獲中國石油和化學工業(yè)聯合會技術發(fā)明獎二等獎；2018年獲“Rare Earth Resource Utilization Science & Technology Award”；2019年獲國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）新材料及其合成杰出貢獻獎；2020年獲中國稀土科學技術獎一等獎、中國化工學會基礎研究成果一等獎和遼寧省高校教學成果一等獎；2021年獲侯德榜化工科技獎創(chuàng)新獎、中國分析測試協會科學技術獎一等獎和北京市自然科學二等獎；2022年獲遼寧省高校教學成果二等獎及遼寧省研究生教學成果獎特等獎。已（聯合）培養(yǎng)博士后和博士40多名，培養(yǎng)碩士110多名。其中，1人入選教育部長江學者，1人入選中組部青年拔尖人才，1人入選全國優(yōu)秀博士論文提名獎，2人入選北京市優(yōu)秀博士論文，5人入選校級優(yōu)秀博士論文。

近年來趙震教授研究團隊始終圍繞“能源與環(huán)境催化”領域的國家戰(zhàn)略需求，積極開展有組織的科研攻關工作，努力解決大氣PM2.5污染超標和低碳烷烴低溫直接轉化效率低的難題和關鍵技術，在燃油發(fā)動機尾氣催化凈化和甲烷、乙烷和丙烷等低碳烷烴的活化與選擇轉化方面連續(xù)取得新進展，相繼獲得科技部重點研發(fā)計劃項目、國家自然基金重大研究計劃培育、重點和集成項目等國家重大重點項目，又先后在PNAS、AngewandteChemie International Edition、Applied Catalysis B、ACS Catalysis、Chemical Engineering Journal、Journal of Catalysis等催化Top期刊上發(fā)表系列高水平論文。

Li W, Ren Y, Xie Z, et al. TiO₂ nanofiber-supported copper nanoparticle catalysts for highly efficient methane conversion to C1 oxygenates under mild conditions. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-6356-9.