我國科研人員領(lǐng)銜的國際科研團隊攻克了甲烷的選擇性氧化這一催化研究中的世界性難題。利用新開(kāi)發(fā)的催化劑，該團隊實(shí)現了氧氣條件下將甲烷選擇性氧化為甲醇和乙酸。這一研究對于甲烷的轉化利用有著(zhù)十分重要的價(jià)值。
記者近日從中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院獲悉，該院徐君研究員、鄧風(fēng)研究員、齊國棟副研究員等科研團隊成員聯(lián)合英國卡迪夫大學(xué)格雷厄姆·哈欽斯教授等合作者，開(kāi)發(fā)了金(Au)負載的ZSM-5沸石分子篩(Au/ZSM-5)催化劑，并利用該催化劑實(shí)現了甲烷在溫和條件下的選擇性氧化。
據齊國棟介紹，甲烷廣泛分布于天然氣、頁(yè)巖氣、煤層氣、甲烷水合物等之中，是最清潔、最豐富的天然碳資源。由于甲烷的儲藏地區往往十分偏遠，因此在開(kāi)采現場(chǎng)將甲烷轉化為可運輸的含氧化合物對甲烷的高效利用具有重大意義。因甲烷的化學(xué)鍵能較大，通常需要高溫高壓的苛刻條件才能將其轉化。工業(yè)上采用的辦法是先將甲烷轉化為一氧化碳和氫氣組成的合成氣，再轉化為高附加值的產(chǎn)物。這一過(guò)程不僅能耗極高，而且容易出現二氧化碳等副產(chǎn)品。如何在溫和條件下直接將甲烷催化氧化為高附加值的化學(xué)品，是化學(xué)界一道備受關(guān)注的世界性難題。
據悉，利用Au/ZSM-5催化劑，可在120攝氏度至240攝氏度的溫度范圍內，通過(guò)氧氣將甲烷選擇性氧化生成高附加值化學(xué)品甲醇和乙酸。該團隊對催化反應過(guò)程進(jìn)行了深入研究，闡明了甲烷的轉化反應機制。相關(guān)研究成果近日已在線(xiàn)發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·催化》。
