日本發(fā)明能將甲烷高效轉(zhuǎn)化為甲醇的催化劑

日本筑波大學(xué)和九州大學(xué)日前聯(lián)合發(fā)布新聞公報(bào)說，雙方合作研發(fā)出一種新的鐵絡(luò)合物催化劑，利用這種催化劑能將水溶液中的甲烷直接轉(zhuǎn)化成甲醇。

 

甲烷在自然界分布很廣，是天然氣和沼氣等的主要成分，可用作燃料及化工原料，但其提取、儲存和運(yùn)輸過程比較困難，甲烷釋放到大氣中還會加劇地球表面溫室效應(yīng)。工業(yè)界一直在尋找經(jīng)濟(jì)高效的方法將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇。這份新聞公報(bào)說，迄今有許多研究試圖通過氧化甲烷來制取甲醇，但甲烷是最難氧化的碳?xì)浠衔?，因此還沒有一種方法能在溫和的條件下高效地將甲烷轉(zhuǎn)化成甲醇。

 

研究人員從自然界中能氧化甲烷的一種金屬酶的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)制中獲得靈感，研發(fā)出一種鐵絡(luò)合物催化劑。利用這種鐵絡(luò)合物作為催化劑，成功使水和乙腈混合溶劑（水體積占95%）中的甲烷在50攝氏度、約10個(gè)大氣壓的溫和條件下發(fā)生氧化反應(yīng)，直接轉(zhuǎn)化成甲醇。

 

研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)新研究中的催化劑“捕捉與釋放機(jī)制”不僅可以用于甲烷到甲醇的轉(zhuǎn)化，還有望用于各種疏水性有機(jī)化合物在水溶液中進(jìn)行高效化學(xué)轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)天然碳能源的更有效利用，并解決一些環(huán)境問題。相關(guān)論文已發(fā)表于最新一期英國《自然》雜志上。