科技工作者之家
科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。
科技工作者之家 2021-02-05
甲烷占天然气成分的70-90%,被公认为燃料和化学品制造中不可缺少的原料。光催化甲烷氧化技术利用光辐射能代替热能可将甲烷在常温下直接氧化制备成高附加值的化学品,克服了传统工业技术的高温需求。其中,甲醇和甲醛作为高附加值的基础化学品成为甲烷氧化的目标产物,但由于甲烷氧化 (CH4 → CH3OOH → CH3OH → HCHO → CO2)是一个存在多级反应中间体的能量持续降低过程,甲醇和甲醛作为反应的中间体,很难达到高产率和高选择性之间的平衡。
科研人员利用量子尺寸钒酸铋具有的高动能和大比表面积特点,将甲烷高效转化成甲醇和甲醛。通过探索氧气和溶剂的量、反应时间、辐照波长和强度对目标产物选择性的影响,使甲醇和甲醛产物的选择性分别高到96.6和86.7%。此外,科研人员结合同位素试验、中间体的捕获和速率决定步骤的确定,认为该光催化甲烷氧化是一个位于催化剂表面的自由基过程。科研人员希望基于该研究能够更加准确和细致地了解光催化甲烷氧化过程,为以后的甲烷氧化工作奠定基础。
相关研究成果发表在Nature Sustainability上。研究工作得到国家自然科学基金重大项目、中科院战略性先导科技专项(B类)、中科院前沿科学重点项目等的资助。
左图:甲烷氧化过程的自由能变化;右图:甲烷高选择性氧化为甲醇和甲醛的机理
原文链接:http://www.cas.cn/syky/202102/t20210205_4777146.shtml
版权声明:除非特别注明,本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道,不代表本站观点,仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有,如有侵权,请联系删除。
电话:(010)86409582
邮箱:kejie@scimall.org.cn
浙大Science:甲烷高效制甲醇,从“锁”住H2O2开始
甲醛问题人人都可能遇到,这4个真相你需要知道
火星甲烷神秘消失引发更多谜团
今日科技话题:通用无人机、原创性量子存储方案、新型纳米薄片、无机块体材料、新冠抗体、甲烷变甲醇
合肥光源用户在实现高选择性光氧化甲烷制甲醇研究中获得新进展
今日科技话题:“中国天眼”、新冠感染、吐鲁番兽、甲烷制甲醇、金银花变色、类地行星
“水”一篇Science——甲烷催化氧化制甲醇,水是关键
浙江大学《Science》: “分子围栏”策略:让甲烷在低温下转化,高效生成甲醇
气温升高,水体甲烷将增加或加剧温室效应
科技话题:通用无人机、原创性量子存储方案、新型纳米薄片、无机块体材料、新冠抗体、甲烷变甲醇