化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  上海研究团队在甲烷的光催化转化研究取得新进展
上海研究团队在甲烷的光催化转化研究取得新进展
2019-02-27 14:50:41来源:元素商城

中国科学院上海硅酸盐研究所24日发布消息称,该所的王文中研究员带领科研团队在甲烷的光催化转化研究方面取得新进展,相关研究结果发表于Nature Communications,并申请中国发明专利一项,第一作者为中国科学院上海硅酸盐所博士生周沅逸。

 甲烷.jpg

甲烷是一种无色无臭可燃性气体。微溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。它的用途很广泛,主要用于转化制氢、合成氨、甲醇和有机合成的原料气,还用于生产卤代甲烷、硝基甲烷、炭黑、二硫化碳等

 

作为天然气、页岩气等的主要成分,甲烷具有储量相对丰富和价格低廉的优势,在替代石油生产液体燃料和基础化学品领域,是学术界和产业界研究和发展的核心之一。因为有着广阔的前景和巨大的挑战,甲烷的选择性活化和定向转化是世界性难题,被誉为是催化乃至化学领域的“圣杯”。

 

目前,甲烷的化学利用比较成熟的还是间接转化法,即先从甲烷制合成气,再由合成气合成各种化工原料及油品。间接法流程复杂、能耗大、生产成本高,投资也比较大。由于甲烷的直接转化可以一步得到有机化工产品,因此其直接转化利用更有吸引力。

 

迄今为止,甲烷的转化通常采用间接法:在高温下通过水蒸气重整将甲烷转化为合成气,再通过费托合成获得多碳的基础化学品;或由合成气制备甲醇,再生产其它化学品。该转化路线冗长,能耗高,过程中排放大量温室气体二氧化碳,不仅带来环境负荷,也使总碳的利用率不到一半。因此,科学家一直在努力探索甲烷直接转化利用的方法。

 

据介绍,光催化直接转化可以打破传统热力学平衡的束缚,使甲烷的转化可以在低温常压下进行。王文中研究团队设计并制备出铜修饰氮化碳材料,实现甲烷向乙醇的光催化直接转化,并对该过程的机制进行了较为深入的研究。

 

针对甲烷容易发生过度活化并彻底矿化的问题,研究团队从活性氧物种的生成以及甲烷的吸附活化两个角度出发,通过在氮化碳材料的有序空腔中进行铜修饰,不仅实现了羟基自由基的原位生成,还促进了材料对甲烷C-H键的活化以及对高活性中间物种的稳定。该材料表现出卓越的光催化甲烷转化性能,深入研究表明,除了自由基机制以外,该材料中的铜物种与邻近碳原子存在协同效应,使得转化过程沿着甲烷-甲醇-乙醇的路径进行。

 

该工作提出了温和条件下甲烷向液体燃料直接转化的新策略,有助于加深对多碳产物的形成机制的认识。相关研究工作得到了国家自然科学基金的资助和支持。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 原料化工中间体  
相关专题: 化学试剂
相关阅读:
●  香精知识讲解:香精组成成份、挥发度及类型
化学词典为您介绍香精组成成份、香精的挥发度以及香精的类型,香精是一种人造香料,多用于制造食品,化妆品和卷烟等。香精在我们生活中随处可见,但是关于香精你又了解多少呢?下面就让小编来为大家介绍一下关于香精的知识。 香精组成成份 香精至少由数种香料原料,甚至几十种天然和合成香料组成,或是有机化合物的复合体。香精的调配可由如下组成:①香基--显示出香型 特征的主体;②合香剂--......
●  N,N-二甲基甲酰胺毒性以及急救措施
元素百科为您介绍N,N-二甲基甲酰胺毒性以及急救措施。N,N-二甲基甲酰胺,N,N-Dimethylformamide是一种化学物品,无色透明液体,既是一种用途极广的化工原料,也是一种用途很广的优良的溶剂。极性惰性溶剂。除卤化烃以外能与水及多数有机溶剂任意混合。对多种有机化合物和无机化合物均有良好的溶解能力和化学稳定性。 N,N-二甲基甲酰胺毒性动物试验证明,连续投给大量的N,N-二甲基......
●  酶标板的种类以及使用方法是什么
新型酶标板是酶联免疫反应实验中的重要载体工具,新型酶标板包括板架和板条,板条包括板孔和与板孔配合的活塞。现在常用的基本都是96孔的酶标板,不同厂家做出来的酶标板虽然说在整体上看是差不多的,但是在一些小的细节方面会做的不太一样,比如一些结构等方面,这主要是因为要配合不同酶标仪。 酶标板的种类类型主要根据酶标仪进行选择。又分可拆和不可拆的,对于不可拆的,就是一整块板上的板条都是连在一起的,那......

您确定要从购物车中移除吗???