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甲烷是天然气的主要成分,在农业和工业上有广泛应用,而且是许多化学药品中最重要的化学原料之一。但其运输困难,且安全性低。甲烷也是一种温室气体,甲烷的温室效应要比二氧化碳大上25倍。与甲烷相比,甲醇具有更高的安全性,液态的甲醇更易于存储和运输,并且甲醇是一种清洁的能源,又是重要的基础化工原料。所以将甲烷氧化为甲醇的技术已经引起高度重视。我们使用基于密度泛函理论的模拟计算,研究了石墨烯上金属单原子催化甲烷转化为甲醇。本文通过两个主要步骤来实现甲烷到甲醇的转化:(1)嵌入铜和掺杂氮的石墨烯(CuN_4/Gr