近日,上海科技大學物質科學與技術學院——“左智偉團隊”找到了一個低成本、高效率的催化劑組合,室溫條件下,就可實現甲烷的轉化。這為甲烷轉化為火箭推進劑燃料等高附加值化工產品提供了新方案,為我國高效利用特有稀土金屬資源提供了新思路。
天然氣已成為極具經濟價值的重要自然資源之一。如能對天然氣進行直接的化學轉化,不僅可實現天然氣的高附加值利用,且能避免天然氣運輸帶來的高額費用和污染。然而,對天然氣進行直接轉化并非易事。
天然氣中的主要化合物是甲烷,而甲烷又是有機化學中最難被轉化的分子??茖W家長期來一直沒找到成本低廉、轉化高效、反應條件溫和的轉化辦法。
經過2年的前期工作積累、148天沖刺、2202次嘗試和優化,上??拼蟆白笾莻F隊”終于找到一個高效催化劑組合——“鈰基催化劑+醇催化劑”,即室溫條件下,在三氯乙醇和稀土金屬鈰的協同催化下,完成甲烷轉化。
據介紹,該催化劑組合的最大優點是充分注重反應全過程的經濟性。(1)反應條件只需室溫,無需加熱或冷凝;(2)三氯乙醇是常見的化工原料,獲取很方便;(3)鈰在我國稀土資源中占比接近50%,三氯化鈰價格約1.8萬元/t,相當于傳統鉑、鈀等貴金屬催化劑價格的萬分之一。
業內專家認為,催化甲烷的新方法,在醫藥、農業化學品和精細化工等行業中具有廣泛應用前景。