钛（镓）基复合材料的设计制备及其光催化甲烷转化性能：从原理到应用的深度剖析

一、引言

1.1研究背景与意义

随着全球能源需求的不断增长以及传统化石能源的日益枯竭，寻找可持续、清洁的能源已成为当务之急。甲烷作为天然气、页岩气、可燃冰等的主要成分，储量丰富，是一种优质的能源来源。同时，甲烷也是合成多种高附加值化学品的重要原料，如甲醇、乙烯、芳烃等。然而，由于甲烷分子具有高度对称的四面体结构，C-H键能高达435kJ/mol，化学性质相对稳定，使得其活化和转化面临巨大挑战。传统的甲烷转化技术，如蒸汽重整、部分氧化等，通常需要高温（700-1000℃）、高压等苛刻条件，不仅能耗高、设备