甲烷(CH 4)和二氧化碳(CO 2)是导致全球变暖的两种主要温室气体。甲烷干重整(DRM)技术可以同时利用两种温室气体生产氢气(H 2)和一氧化碳(CO)，这意味着DRM是减少温室效应的理想策略之一。

然而，CH 4和CO 2具有较高的热力学稳定性，因此传统的热DRM工艺总是需要高热能来活化CH 4和CO 2。光催化技术的发展为温和条件下引发DRM反应提供了更多机会。

然而，由于光激发载流子的快速复合，光催化效率仍然不令人满意。据报道，在光催化剂中构建内置电场是增强电荷转移动力学的可靠策略。因此，设计具有内部电场来控制电荷转移行为的光催化剂有望应对上述挑战。

近日，辽宁工业大学刘惠民教授和巴塞罗那自治大学(UAB)Jordi García-Antón博士领导的研究团队报道了一篇综述文章，介绍了内置电场的最新进展- 甲烷辅助光催化干重整。该综述发表在催化学报上。

本文首先介绍了DRM的基本反应机理以及传统的DRM热催化剂。随后，总结了光催化DRM(PDRM)应用的光催化材料的优势和潜力，重点介绍了三类内置电场的光催化剂：

(1)基于铁电材料的光催化剂，通过铁电效应的永久自发极化产生内置电场。

(2)具有异质结结构的光催化剂，在异质界面处触发内部电场。由于II型异质结中交错的间隙结构，在界面处形成内部电场，导致不同半导体表面上的氧化和还原过程分开。此外，Z型异质结可以通过界面电场维持具有高氧化还原能力的电荷载流子，以重组具有低氧化还原能力的电荷。因此，不同的异质结结构可以提高PDRM效率。

(3) 具有局域表面等离子体共振(LSPR)产生的内置热电场的光催化剂。金属纳米粒子是加速电荷转移和通过共振激活反应物的合适候选者，从而导致金属中不连续的电子结构，从而在金属纳米粒子和可见-近红外(Vis-NIR)光之间产生局部电场。

多项研究表明，等离子体辅助光催化可以提高特定产物的活性和选择性，这凸显了局域表面等离子体共振在提高光催化(或光热催化)效率方面的巨大潜力。除了上述光催化剂之外，PDRM技术的发展对理解反应机理或阐明光催化剂中特定组分的作用提出了更多要求。

因此，本文还介绍了先进的原位表征技术和理论计算，为早期从事该领域的年轻研究人员提供基础知识。

尽管在马来西亚皇家警察领域已经做出了许多努力，但仍然存在一些需要克服的挑战。最后，基于现有的研究成果，本文总结了主要挑战并提出了可行的策略，鼓励未来该领域进行更深入的研究。

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