高选择性制备乙烷和氢气 可利用天然气实现
中国科学技术大学熊宇杰教授、龙冉教授研究团队与国内合作者合作，创新了光催化甲烷无氧偶联的催化剂设计，实现了高选择性制备乙烷和氢气，效率达到中温热催化甲烷无氧偶联水平。研究成果日前发表于《自然·通讯》。
甲烷是天然气、可燃冰、沼气等的主要成分。如何将储量巨大的甲烷资源转化为具有更高经济附加值的燃料或化工产品，具有重要的科学意义和应用前景。光催化甲烷无氧偶联方法可以在温和条件下将甲烷直接转化，同时获取多碳烃类和氢气，是一条极具吸引力的途径。
熊宇杰介绍：“一方面，光催化甲烷无氧偶联方法无需通过成熟的甲烷重整和费托合成的两步间接转化法，避免了流程复杂、能耗大、生产成本高的缺点。另一方面，该方法无需苛刻反应条件，避免了甲烷过度氧化生成大量二氧化碳等副产物。”
目前常用于甲烷无氧偶联的光催化剂主要是金属氧化物半导体材料。熊宇杰说：“该光催化剂中的晶格氧原子，极易将甲烷过度氧化，所以依然会产生部分一氧化碳、二氧化碳等副产物，并导致催化剂完全失活。”
基于此，熊宇杰和龙冉团队提出通过单原子配位负载的方法来调控光催化剂的价带电子结构，形成了极为稳定的单原子和晶格氧的配位结构，避免晶格氧原子直接参与光催化甲烷无氧偶联反应，从而在提高光催化甲烷无氧偶联性能的同时降低甲烷的过度氧化程度。
基于该策略，研究团队实现了每克催化剂每天产生0.7克乙烷，其选择性达到94.3%，同时还能产生同比例的氢气。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com
构造的 Pdn/TiO 2的示意图
版权声明：除特殊说明外，本站所有文章均为 字节点击 原创内容，采用 BY-NC-SA 知识共享协议。原文链接：https://byteclicks.com/38245.html 转载时请以链接形式标明本文地址。转载本站内容不得用于任何商业目的。本站转载内容版权归原作者所有，文章内容仅代表作者独立观点，不代表字节点击立场。报道中出现的商标、图像版权及专利和其他版权所有的信息属于其合法持有人，只供传递信息之用，非商务用途。如有侵权，请联系 gavin@byteclicks.com。我们将协调给予处理。
赞
查看全文
作者最近更新
-
德国联邦政府拟制定新版太空战略字节点击
2022-10-26 -
德联邦教研部资助5000 万欧元用于研究创新抗生素字节点击2022-10-25
-
德国科学组织联盟发布“能源危机对科研的影响”的立场声明字节点击2022-10-25
评论0条评论