“分子圍欄”助力甲烷高效轉化甲醇

浙江大學肖豐收教授和王亮研究員團隊構筑起了一系列“分子圍欄”多相催化劑體系，能夠將甲烷高效轉化為甲醇，為甲烷的高效利用提供了更為直接和綠色的途徑。該研究成果于近日發(fā)表于《科學》雜志。

甲烷轉化成甲醇的催化劑主要是雙氧水，但雙氧水一旦生成，會很快被稀釋，無法與甲烷充分反應，甲醇的過于活潑也讓其選擇性活化和定向轉化成為難題。研究團隊設計了一個“圍欄”圈住了雙氧水，使雙氧水的富集濃度達到正常條件下的一萬倍，促進了催化反應的加快進行。甲烷之前的轉化率很難突破3 %，而“分子圍欄”技術可以在70 ℃的溫和條件中，將轉化率大幅提升至17.3 %。此外，這種催化劑在制備中不產生污染，避免了傳統(tǒng)轉化方式產生大量廢水的弊端。

肖豐收表示，“一個‘分子圍欄’內部的結構就像是一個雞蛋。蛋黃是高濃度雙氧水，蛋白是沸石晶體，蛋殼是一層疏水材料，這樣氫氣、氧氣和甲烷能夠進入反應區(qū)，同時甲醇生成后能很快跑出來，不會和甲烷競爭反應。”