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研究人員實現甲烷在室溫條件下直接催化轉化

發布時間:2019-11-07 來源:未知 瀏覽: 關鍵詞: 甲烷
甲烷作為天然氣、頁巖氣和可燃冰的主要組分,具有最穩定的烷烴分子結構和高度的四面體對稱性,在溫和條件下很難活化因此,甲烷的選擇性活化和定向轉化一直是一個世界性難題,被稱為化學領域的“圣杯”研究課題。
近年來,通過對二維催化材料和納米催化材料的長期研究,發現石墨烯限制的單原子鐵中心可以在25℃下直接將甲烷轉化為高附加值的C1氧合物據報道,這項工作是由大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室研究員、中國科學院、Bao Xin、院士共同完成的,相關成果全文發表在Cell化學雜志《細胞出版社》上。這一成果發表后,引起了國內外的廣泛關注,被認為是工業甲烷化學領域的重要突破。
 
中國科學院大連化學研究所研究員鄧德輝表示,甲烷轉化通常需要在600℃-1100℃的高溫下進行,降低反應溫度對甲烷的基礎研究和工業應用具有重要意義在前人對二維催化材料在溫和條件下C-H鍵活化的研究基礎上,經過6年的努力,他們設計了一系列石墨烯約束的三維過渡金屬中心(錳、鐵、鈷、鎳、銅)催化材料。
 
大量實驗表明,石墨烯受限的單鐵中心可以在室溫下用過氧化氫作為氧化劑直接將甲烷轉化成C1含氧化合物,而不需要任何額外的能量。此后,他們通過高分辨液相核磁共振譜和自行研制的飛行時間質譜的原位表征,揭示了甲烷催化反應的過程和本質這不僅為溫和條件下高效甲烷轉化催化劑的設計提供了新的思路,而且促進了甲烷催化轉化領域的創新和發展。
 
 

關鍵詞: 甲烷

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