我國科學家在甲烷高效轉(zhuǎn)化研究中獲重大突破

【摘要】記者9日從中科院獲悉，該院大連化學物理研究所包信和院士團隊在甲烷高效轉(zhuǎn)化相關研究中獲重大突破，成功實現(xiàn)了甲烷在無氧條件下選擇活化，一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學品。相關成果發(fā)表在9日出版的美國《科學》雜志上。

    記者9日從中科院獲悉，該院大連化學物理研究所包信和院士團隊在甲烷高效轉(zhuǎn)化相關研究中獲重大突破，成功實現(xiàn)了甲烷在無氧條件下選擇活化，一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學品。相關成果發(fā)表在9日出版的美國《科學》雜志上。

　　當前，以天然氣替代石油生產(chǎn)液體燃料和基礎化學品是學術界和產(chǎn)業(yè)界研究和發(fā)展的重點。此前，天然氣的轉(zhuǎn)化利用通常采用傳統(tǒng)的二步法，投資和消耗高，總碳的利用率低，且影響生態(tài)環(huán)境。因此人們一直都在努力探索天然氣直接轉(zhuǎn)化利用的有效方法與過程。但由于具有四面體對稱性的甲烷分子是自然界中最穩(wěn)定的有機小分子，它的選擇活化和定向轉(zhuǎn)化是一個世界性難題，被稱為催化乃至化學領域的“圣杯”。

　　在20多年甲烷催化轉(zhuǎn)化研究的基礎上，包信和院士領銜的團隊基于“納米限域催化”的新概念，創(chuàng)造性地構(gòu)建了硅化物晶格限域的單中心鐵催化劑，成功實現(xiàn)了甲烷在無氧條件下選擇活化，一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學品。與天然氣轉(zhuǎn)化的傳統(tǒng)路線相比，該技術徹底摒棄了高耗能的合成氣制備過程，大大縮短了工藝路線，反應過程本身實現(xiàn)了二氧化碳的零排放，碳原子利用效率達到100%。

　　華東師范大學何鳴元院士評價該技術“是符合理想的高選擇性轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了原子經(jīng)濟反應，而且催化劑穩(wěn)定，可較長周期運行，無碳排放，極具創(chuàng)新性和引領作用”。

　　北京大學納米科學與技術研究中心主任、物理化學研究所所長劉忠范院士認為，這項技術為高效利用豐富的天然氣資源和在我國形成具有原創(chuàng)知識產(chǎn)權的甲烷綠色轉(zhuǎn)化新技術奠定了理論基礎。

　　德國巴斯夫集團副總裁穆勒認為是一項“即將改變世界”的新技術，未來的推廣應用將為天然氣、頁巖氣的高效利用開辟一條全新的途徑。

　　據(jù)悉，目前這項技術相關的專利申請已進入美國、俄羅斯、日本、歐洲等國家和地區(qū)。國內(nèi)外多家能源和化學公司等都對這一產(chǎn)業(yè)變革性技術表現(xiàn)出極大的興趣。