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:
●  食物中的亚硝酸钠来源有哪些,有毒吗
化学词典告诉你食物中的亚硝酸钠来源有哪些,有毒吗。民以食为天,食以安为先,食品安全问题是我们老百姓非常关注的问题,而在食品安全中最备受关注的应该就是它了——亚硝酸钠。那么一般来说食物中的食物中的亚硝酸钠主要来源于哪些呢? 食物中的亚硝酸钠来源(1)肉类食品,主要是使用过亚硝酸钠的加工肉制品,包括腌腊肉制品(如咸肉、腊肉、腊肠、板鸭等)、酱卤肉制品(如酱肉、卤牛肉等)、西式火腿、肉灌肠类、......
●  环氧氯丙烷的生产方法及用途
化学词典告诉你环氧氯丙烷的生产方法及用途。环氧氯丙烷是一种有机化合物,主要用途是用于制环氧树脂,也是一种含氧物质的稳定剂和化学中间体,环氧基及苯氧基树脂之主要原料。 环氧氯丙烷的生产方法环氧氯丙烷最早于1854年由Berthelot用盐酸处理粒甘油,然后用碱液水解时首先发现的。20世纪60年代前后,为适应环氧树脂生产发展的需求,环氧氯丙烷开始以氯丙烯为原料作为主要产品进行生产。工业上环氧......
●  三(羟甲基)氨基甲烷的制作方法以及用途
化学词典为您介绍三(羟甲基)氨基甲烷的制作方法以及用途。三(羟甲基)氨基甲烷是一种生物缓冲剂;用于凝胶电泳配置缓冲液。作为碱性药物,用于酸中毒的纠正,且不会引起二氧化碳潴留增加。每次7.28%THAM 2-3ml/kg(等渗液为3.64%),以等量5%-10%葡萄糖液稀释后缓慢滴入。 三(羟甲基)氨基甲烷的制作方法先以少量双蒸水(300~500ml)溶解Tris,加入HCl后,用HCl(......

您确定要从购物车中移除吗???