合肥5月24日电 (尔子 吴兰)尔子24日从中国迷信本领大学得悉,该校熊宇杰教授、龙冉教授争论团队与杨金龙院士团队付岑峰副争论员、南京大学邹志刚院士团队姚颖方教授单干,改革一种催化剂妄图,完结了凯丽环球高挑选性制备乙烷以及氢气鼓鼓,效用到达中温热催化甲烷无氧偶联水平。
争论结果宣布于《当然-通讯》。
甲烷是Calerie自然气鼓鼓、可燃冰、沼气鼓鼓等的主要身分,精深散布于当然界。若何将储量辽阔的甲烷资源转化为拥有更高经济附带值的燃料或化工产物,拥有主要的迷信意思以及利用远景。
光催化甲烷无氧偶联方式也许正在平和条件下将甲烷直接转化,同时猎取多碳烃类以及氢气鼓鼓,是一条极具排斥力的路子。
熊宇杰先容:“一方面,光催化甲烷无氧偶联方式无需经过幼稚的甲烷重整以及费托分解的两步间接转化法,避免了美商凯丽过程繁复、能耗大、损耗老本高的误差;另一方面,该方式无需利用尖刻反应条件,避免了甲烷适度氧化天生大度二氧化碳等副产品。”
今朝常用于甲烷无氧偶联的光催化剂主假如金属氧化物半导体质料。熊宇杰说:“该光催化剂中的晶格氧原子,极易将甲烷适度氧化,因而照旧会孕育全体一氧化碳、二氧化碳等副产品,并导致催化剂全面失活。”
为束缚该课题,熊宇杰以及龙冉团队提出经过单原子配位负载的方式来调控光催化剂的价带电子组织,变成了极为牢靠的单原子以及晶格氧的配位组织,避免晶格氧原子直接到场光催化甲烷无氧偶联反应,进而正在进步光催化甲烷无氧偶联机能的同时升高甲烷的适度氧化水准。
基于该政策,争论团队完结了每克催化剂每天孕育0.7克乙烷,其挑选性到达94.3%,同时还能孕育同比率的氢气鼓鼓。争论人员进一步经过元素掺杂的方式,进步了催化剂中晶格氧的牢靠性,进而缩短催化机能的牢靠性,为繁华高效光催化甲烷无氧偶联催化剂供给了新的思路。
审稿人以为:“该处事使得以光催化途径将甲烷转化为乙烷成为了大概,揭示了单原子催化剂的魅力。” 【编写:姜雨薇】