甲烷绿色转化新方案面世

本篇文章980字，读完约2分钟

新华网上海7月30日电(记者蒋)上海科技大学左志伟科研团队在光促进甲烷转化这一重要能源化工领域取得突破性进展:他们成功开发了廉价高效的铈基催化剂和醇类催化剂协同催化体系，解决了利用光能在室温下一步将甲烷转化为液体产品的科学难题，为甲烷转化为高附加值化工产品(如火箭推进剂燃料)提供了一种新的、更经济环保的解决方案。同时，对这种高效、可持续的光促进铈催化模式的深入研究和进一步应用，将为我国稀土金属资源的高效利用提供新的思路和前景。27日，顶级国际学术期刊《科学》在网上公布了研究结果。

值得注意的是，本课题是由上海科技大学材料科学与技术学院研究组左志伟独立完成的，四位作者的平均年龄都不到30岁。博士后胡安华和郭晶晶为第一作者，2016级硕士研究生潘辉为第二作者，左志伟教授为通讯作者。

天然气是一种清洁能源和化工原料。随着近年来探明储量和开采量的增加，它已逐渐成为最重要的具有经济价值的自然资源之一。天然气直接化学转化不仅可以实现高附加值利用，还可以避免天然气运输带来的高成本和污染。天然气中的主要化合物是甲烷，这是有机化学中最难活化的分子。如何直接活化甲烷是目前相关科学研究面临的主要挑战。目前，高效催化剂主要是稀有和昂贵的贵金属(铂、钯等)。)，并且它们通常需要高温来提供反应活化能，这与工业规模和经济性的要求相去甚远。

中国独特的稀土资源引起了左志伟研究小组的浓厚兴趣。铈占稀土资源的50%以上，价格低廉，具有独特的光物理性质，但以前很少在光诱导有机反应中用作催化剂。左志伟的团队通过分析其高价态独特的电子结构，大胆地选择了配体到金属的电子跃迁路径，这是一个光诱导的跃迁过程，被称为lmct，以前没有被广泛关注，作为新光催化剂研究的切入点。

从2015年到2018年，经过2202次尝试和优化，左志伟的研究团队终于找到了一种非常廉价高效的催化剂组合。在普通三氯乙醇的协同作用下，廉价的稀土金属铈可以起到与稀有贵金属相当的甲烷催化作用。他们成功利用商用led光源作为反应能源，并在室温下成功实现了高选择性甲烷向高附加值产品的转化。

廉价实用的铈催化体系引起了工业界的关注。2017年底，国内一家领先的制药企业与上海科技大学签署了合作转让协议，试点规模近期取得较大进展。目前，它具备生产100公斤的条件。

《人民日报》(2018年7月31日，第12版)

来源：搜狐微门户