Conversão Fotoinduzida de Metano em Benzeno sobre Nanofios de GaN

Como uma classe de blocos de construção chave na indústria química, os compostos aromáticos são principalmente derivados da reforma catalítica de hidrocarbonetos de cadeia longa à base de petróleo. A desidroaromatização do metano também pode ser alcançada usando catalisadores zeolíticos em temperaturas relativamente altas. Aqui demonstramos que nanofios (NWs) de GaN dopados com Si, com um plano m construído racionalmente de 97%, podem converter diretamente metano em benzeno e hidrogênio molecular sob iluminação ultravioleta (UV) em temperatura ambiente. Estudos mecanísticos sugerem que o plano m exposto de GaN exibiu uma atividade particularmente alta em relação à ativação da ligação C-H do metano e a eficiência quântica aumentou linearmente em função da intensidade da luz. A incorporação de dopantes doadores de Si ou aceitadores de Mg no GaN também tem uma grande influência no desempenho fotocatalítico.