中國科學院硅酸鹽研究所提出甲烷轉化新策略

中國科學院上海硅酸鹽研究所在甲烷光催化轉化研究方面取得新進展，相關研究成果發(fā)表于《自然-通訊》雜志，并申請中國發(fā)明專利一項。

光催化直接轉化可以打破傳統(tǒng)熱力學平衡的束縛，使甲烷在低溫常壓下進行轉化。該研發(fā)團隊設計并制備出銅修飾氮化碳材料，實現(xiàn)甲烷向乙醇的光催化直接轉化，并對該過程的機制進行了深入研究。結果表明，從活性氧物種的生成以及甲烷的吸附活化兩個角度出發(fā)，通過在氮化碳材料的有序空腔中進行銅修飾，不僅實現(xiàn)了羥基自由基的原位生成，還促進了材料對甲烷 C—H 鍵的活化以及對高活性中間物種的穩(wěn)定。該材料表現(xiàn)出卓越的甲烷光催化轉化性能。除自由基機制以外，該材料中的銅物種與鄰近碳原子存在協(xié)同效應，使得轉化過程沿著甲烷→甲醇→乙醇的路徑進行。

這項研究提出了溫和條件下甲烷向液體燃料直接轉化的新策略，有助于加深對多碳產(chǎn)物形成機制的認識。