“分子圍欄”多相催化劑體系研究
近期,天津色譜級甲醇供應商彪仕奇了解到,浙大學者又一項研究成果發表于《科學》雜志。浙江大學肖豐收教授和王亮研究員團隊構筑起了一系列“分子圍欄”多相催化劑體系,能夠將甲烷高效轉化為甲醇,為甲烷的高效利用提供了更為直接和綠色的途徑。
《科學》雜志于1月10日在線刊登了這項科研成果。天津甲醇批發廠家彪仕奇獲悉,這項研究經過研究團隊3年多的集中攻關,通過多相催化劑體系,在70℃的溫和條件中將甲烷高效率轉化為甲醇,轉化率為17.3%,甲醇選擇性達到92%,為當前的最高水平。
甲烷是天然氣、頁巖氣等的主要成分,儲備量相對豐富、價格低廉。甲醇是生成基礎化學品的重要平臺分子,具有高附加值和高應用價值。在此之前,甲醇過于活潑的“性格”卻讓其選擇性活化和定向轉化成為世界性難題。幾十年來,科學家們想著各種方法要把甲烷變甲醇反應的效率提升上去,但始終沒有大的突破。如今該難題終于被成功破解。
甲烷與甲醇,一個具有產量優勢,一個極具產品優勢。甲烷轉化成甲醇的催化劑主要是雙氧水,但“頑皮”的雙氧水一旦生成,會很快被稀釋,無法與甲烷充分反應,甲醇過于活潑的“性格”也讓其選擇性活化和定向轉化成為難題。
天津質譜級甲醇企業彪仕奇了解到,在這項研究中,研究團隊想了一個巧妙的辦法,用一個“圍欄”圈住了雙氧水,讓雙氧水的富集濃度達到正常條件下的一萬倍,讓催化反應加快進行。“一個‘分子圍欄’內部的結構就像是一個雞蛋。蛋黃是高濃度雙氧水,蛋白是沸石晶體,蛋殼是一層疏水材料,這樣氫氣、氧氣和甲烷能夠進入反應區,同時甲醇生成后能很快跑出來,不會和甲烷競爭反應。
天津色譜級甲醇企業彪仕奇了解到,此前的甲烷轉化率很難突破3%,“分子圍欄”技術可以在70℃的溫和條件中,將轉化率大幅提升至17.3%。除了高效外,這個催化劑在制備中不產生污染,避免了傳統轉化方式會產生大量廢水的弊端。
隨著頁巖氣、海底可燃冰的進一步開發,甲烷在整個能源體系尤其是碳資源中將會扮演越來越重要的角色。甲烷變甲醇意味著附加值的提升,研究團隊將會進一步探索“分子圍欄”催化體系在進一步規模應用的可能性。
并且天津質譜級甲醇供應商彪仕奇還了解到,這項研究受到了國家自然科學基金的重點項目、優青項目、科技部重點研發計劃項目、殼牌石油公司國際合作項目等資助。