甲烷實(shí)現(xiàn)室溫高效催化轉(zhuǎn)化
近日，中科院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,在長期深入研究二維催化材料和納米限域催化的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)石墨烯限域的單原子鐵中心可以在室溫條件下（25℃）直接將甲烷催化轉(zhuǎn)化為高附加值的C1含氧化合物。
甲烷是天然氣、頁巖氣、可燃冰的主要成分，甲烷轉(zhuǎn)化成高附加值的燃料或化學(xué)品是世界能源經(jīng)濟(jì)的迫切需求。然而，甲烷是最穩(wěn)定的烷烴分子，具有高度的四面體對(duì)稱性，其電離能高、不具有電子親和性、沒有永久電偶極矩且極化率低，其C—H鍵的鍵能高達(dá)434KJ/mol，極難在溫和條件下活化。因此，甲烷的選擇活化和定向轉(zhuǎn)化一直是世界性的難題，為了克服高的反應(yīng)能壘，甲烷的轉(zhuǎn)化往往需要在高的反應(yīng)溫度（600~1100℃）下進(jìn)行，如何降低反應(yīng)溫度，將對(duì)其基礎(chǔ)研究和工業(yè)應(yīng)用具有重要意義。
研究團(tuán)隊(duì)在前期研究二維催化材料溫和條件下活化C—H鍵的基礎(chǔ)上，經(jīng)過長達(dá)6年的努力，設(shè)計(jì)出一系列石墨烯限域的3d過渡金屬中心（錳、鐵、鈷、鎳、銅）催化材料，發(fā)現(xiàn)石墨烯限域的單鐵中心在室溫條件下，以雙氧水為氧化劑，可以直接將甲烷催化轉(zhuǎn)化為C1含氧化合物。
科研人員借助高分辨液體核磁共振波譜和飛行時(shí)間質(zhì)譜原位表征等手段，發(fā)現(xiàn)石墨烯限域的單鐵中心可以將甲烷直接轉(zhuǎn)化為CH3OH，CH3OOH，HOCH2OOH和HCOOH等C1含氧化合物。進(jìn)一步結(jié)合DFT理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，甲烷的轉(zhuǎn)化遵從自由基的反應(yīng)路線，反應(yīng)過程中原位生成的O-FeN4-O具有高的活性，可以將甲烷通過自由基首先轉(zhuǎn)化為CH3OH和CH3OOH，生成的CH3OH會(huì)進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成HOCH2OOH和HCOOH。
專家認(rèn)為，該工作不僅為溫和條件下甲烷轉(zhuǎn)化高效催化劑的設(shè)計(jì)提供了新思路，也極大地鼓舞了甲烷催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的發(fā)展。
24小時(shí) 貼心服務(wù)：如果您對(duì)以上紐瑞德氣體感興趣或有疑問，請(qǐng)點(diǎn)擊和我聯(lián)系網(wǎng)頁右側(cè)的在線客服，或致電：400-6277-838，紐瑞德氣體——您全程貼心的采購顧問。
- 上一篇:液氧市場走勢低迷，價(jià)...
- 下一篇:金九銀十，液氨價(jià)格維...
武漢紐瑞德貿(mào)易有限公司
電話：86-27-82652716 027-82652717 傳真：027-82629459
手機(jī)：13971085308 13072787998 郵編：430010 QQ：516328551
武漢地址：中國湖北武漢市江岸區(qū)江大路特1號(hào)創(chuàng)業(yè)大廈803、808室
電話：86-27-82652716 027-82652717 傳真：027-82629459
手機(jī)：13971085308 13072787998 郵編：430010 QQ：516328551
武漢地址：中國湖北武漢市江岸區(qū)江大路特1號(hào)創(chuàng)業(yè)大廈803、808室