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:
●  激肽释放酶由什么产生,激肽释放酶的作用是什么
元素百科为您介绍激肽释放酶由什么产生以及激肽释放酶的作用。即激肽释放酶(KLK),1930年由Kraut等在胰腺发现高浓度此物质,命名为"Kallikrein"。近30年来,随着分子生物学和细胞生物学技术的发展和应用,发现激肽释放酶-激肽系统(kallikrein kinin system,KKS)作为一个复杂的内源性多酶系统,参与调控心血管、肾脏、神经系统等的生理功能,与心脏......
●  医用橡胶手套哪个品牌比较好,如何选择医用橡胶手套?
元素百科为您介绍医用橡胶手套哪个品牌比较好呢?医护人员因为职业的原因常常会接触到各种微生物和病菌,而医用手套能够很好的保护他们免受病毒感染。在医用手套的使用过程中,根据不同的需求,我们可以用到的医用手套品种也是不同的。在众多的医用手套中,医用橡胶手套的使用率是很高的。而医用橡胶外科手套的品牌种类有很多,经销商们可以怎么选择呢? 医用橡胶手套知名品牌——爱马斯爱马斯是一家创始于1988年的......
●  聚季铵盐-7的合成方法以及用途
元素百科为您介绍聚季铵盐-7的合成方法以及用途。阳离子季铵协型高分子表面活性剂,外观为无色至淡黄色粘稠液体。易溶于水、溶于95%的乙醇,安全、无毒、水解稳定性好,对PH值变化适应性强。 聚季铵盐-7合成方法将计量的氯化二甲基二烯丙基铵加入聚合釜中,加水溶解,搅拌均匀后,加入适量的丙烯酰胺,升温至6 0~7 0℃,加入催化剂量的过硫酸铵,继续搅拌2~3 h。最后用3 0%的 N a OH ......

您确定要从购物车中移除吗???