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:
●  擦拭纸是什么,工业擦拭纸厂家有哪些
元素百科为您介绍擦拭纸是什么以及工业擦拭纸厂家有哪些。提到擦拭纸很多人首先想到的是清洁卫生用的纸巾,最常见的就是出现在各大商场卫生间的擦手纸。其实这2个东西不是一个物体,那么擦拭纸究竟是什么东西呢? 擦拭纸是什么擦拭纸是采用长纤木浆或无纺布材料制成,经济、卫生、品质稳定,库存不占空间,吸收力强,不伤物体表面,不掉毛屑,无静电产生,并可配合溶剂等液体一起使用,并经特别设计,针对不同使用环境......
●  丙三醇的生产方法是什么,对皮肤有害吗
化学词典告诉你丙三醇的生产方法以及是否对皮肤有害。丙三醇是无色味甜澄明黏稠液体、无臭,有暖甜味。它是甘油三酯分子的骨架成分。当人体摄入食用脂肪时,其中的甘油三酯经过体内代谢分解,形成甘油并储存在脂肪细胞中。因此,甘油三酯代谢的最终产物便是甘油和脂肪酸。可用作溶剂,润滑剂,药剂和甜味剂。 丙三醇生产方法甘油的工业生产方法可分为两大类:以天然油脂为原料的方法,所得甘油称天然甘油;以丙烯为原料......
●  正辛醇的危害、急救措施及消防措施
化学词典告诉你正辛醇的危害、急救措施及消防措施。正辛醇为无色液体。有强烈的刺激性气味。用于制香精、化妆品,并用作溶剂、防沫剂、增塑剂、防冻剂、润滑油添加剂等。是从椰子油制月桂酸的副产物。也可由乙烯经催化控制聚合后再经水解、分离而得。 正辛醇的危害性健康危害:该品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。燃爆危险:该品可燃,具刺激性。 正辛醇的急救措施皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水......

您确定要从购物车中移除吗???