近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所納米與界面催化研究組(502組)潘秀蓮研究員、包信和院士在甲烷直接轉(zhuǎn)化制高值化學(xué)品方面的工作受到了國際同行的廣泛關(guān)注，近期受邀在Chemical Reviews上發(fā)表題為“Direct Conversion of Methane to Value-Added Chemicals over Heterogeneous Catalysts: Challenges and Prospects”(DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00715)的綜述文章。
大連化物所甲烷直接轉(zhuǎn)化制高值化學(xué)品工作在Chemical Reviews發(fā)表綜述文章
隨著世界范圍內(nèi)富含甲烷的頁巖氣、天然氣水合物、生物沼氣等的大規(guī)模發(fā)現(xiàn)與開采，以儲量相對豐富、價格相對低廉、優(yōu)質(zhì)清潔的天然氣替代石油生產(chǎn)液體燃料和基礎(chǔ)化學(xué)品成為了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究和發(fā)展的重點。然而，作為天然氣的主要成分，甲烷分子卻是自然界中最穩(wěn)定的有機小分子，它的選擇活化和定向轉(zhuǎn)化一直是個世界性難題,被譽為催化、乃至化學(xué)領(lǐng)域的“圣杯”。本文系統(tǒng)綜述了該研究團隊和國際上知名研究機構(gòu)在這一領(lǐng)域的最新研究進展，首先闡述了甲烷分子中C-H鍵的特點及選擇性活化的挑戰(zhàn)之處,重點綜述了甲烷直接轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴和芳烴等重要基礎(chǔ)化學(xué)品的主要路徑，包括甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯、我所在上世紀九十年代初發(fā)現(xiàn)的甲烷無氧催化活化制芳烴、以及該團隊最近創(chuàng)建的晶格限域單中心鐵催化甲烷直接轉(zhuǎn)化制乙烯和芳烴的新過程(Science,2014,344,616-619)，并對反應(yīng)機理特別是產(chǎn)物選擇性控制原理進行了對比及發(fā)展瓶頸分析，為甲烷直接高效轉(zhuǎn)化制高值化學(xué)品的突破性進展提供新思路。
上述工作得到中科院納米先導(dǎo)專項、國家自然科學(xué)基金委和國家科技部的資助。
