Abstract Dry reforming of methane (DRM) is an attractive route to utilize CO 2 as a chemical feedstock with which to convert CH 4 into valuable syngas and simultaneously mitigate both greenhouse gases. Ni-based DRM catalysts are promising due to their high activity and low cost, but suffer from poor stability due to coke formation which has hindered their commercialization. Herein, we report that atomically dispersed Ni single atoms, stabilized by interaction with Ce-doped hydroxyapatite, are highly active and coke-resistant catalytic sites for DRM. Experimental and computational studies reveal that isolated Ni atoms are intrinsically coke-resistant due to their unique ability to only activate the first C-H bond in CH 4 , thus avoiding methane deep decomposition into carbon. This discovery offers new opportunities to develop large-scale DRM processes using earth abundant catalysts.

Syngas (CO/H2) is a key platform for chemical utilization of non-petroleum carbon resources. Among syngas transformation routes, the direct synthesis of aromatics, which are among the most important bulk chemicals, is less successful because of the limited selectivity and poor catalyst stability. We report a successful design of bifunctional catalysts composed of Zn-doped ZrO2 nanoparticles dispersed on zeolite H-ZSM-5 for one-step conversion of syngas to aromatics with high selectivity and stability. Aromatics with 80% selectivity at CO conversion of 20% were achieved, and there was no catalyst deactivation in 1,000 hr. Methanol and dimethyl ether were formed as major intermediates on Zn-doped ZrO2, which were subsequently converted into aromatics on H-ZSM-5 via olefins. We discovered a self-promotion mechanism of CO in the selective formation of aromatics. As well as being a reactant, CO facilitates the removal of hydrogen species formed on H-ZSM-5 in the dehydrogenative aromatization of olefins.

The low-temperature hydrogenation of CO2 to methanol is of great significance for the recycling of this greenhouse gas to valuable products, however, it remains a great challenge due to the trade-off between catalytic activity and selectivity. Here, we report that CO2 can dissociate at sulfur vacancies in MoS2 nanosheets to yield surface-bound CO and O at room temperature, thus enabling a highly efficient low-temperature hydrogenation of CO2 to methanol. Multiple in situ spectroscopic and microscopic characterizations combined with theoretical calculations demonstrated that in-plane sulfur vacancies drive the selective hydrogenation of CO2 to methanol by inhibiting deep hydrogenolysis to methane, whereas edge vacancies facilitate excessive hydrogenation to methane. At 180 °C, the catalyst achieved a 94.3% methanol selectivity at a CO2 conversion of 12.5% over the in-plane sulfur vacancy-rich MoS2 nanosheets, which notably surpasses those of previously reported catalysts. This catalyst exhibited high stability for over 3,000 hours without any deactivation, rendering it a promising candidate for industrial application. The catalytic hydrogenation of CO2 to methanol is a crucial reaction for the recycling of this greenhouse gas, although the selection and related performance of commercial catalysts is still limited. Now, the authors introduce sulfur vacancy-rich MoS2 nanosheets as a superior catalyst for this process, rivalling the commercial benchmark system.

The increasing demand for economic development in the coastal zone is exerting greater pressure on the eco-environment in this region. Therefore, it is imperative to conduct comprehensive research on the sustainable development of the eco-environment in coastal areas. Grounded in sustainable development theory and Integrated Coastal Zone Management (ICZM), this study assessed sustainable development of Jiaozhou Bay (JZB), China over the period from 2015 to 2019 under multiple pressures applying the Driver-Pressure-State-Impact-Response (DPSIR) framework. Subsequently, a SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats) analysis was employed to propose specific countermeasures and recommendations. In terms of weight within the criterion layer, Response (R) and Pressure (P) were assigned higher weights. The comprehensive assessment value Z in the target layer indicated a slight decrease in 2016 followed by a gradual increase that eventually led to stabilization. The comprehensive assessment values of the indicators varied depending on different conditions, implying that higher values would contribute to sustainable development of the eco-environment. Based on a SWOT analysis, strategies for Qingdao were derived from a combination of research findings and future development policy. These strategies include preventing and controlling land and sea pollution, governing reclamation activities, optimizing industrial structure, and strengthening public opinion guidance. This study highlights the application of quantitative and qualitative analysis methods in ICZM, providing specific recommendations based on policy analysis for achieving sustainable development in JZB's eco-environment under multiple pressures.