中科院大连化物所甲烷高效转化相关研究获重大突破

近日，中国科学院大连化学物理研究所包信和院士团队基于“纳米限域催化”的新概念，创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功地实现了甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品。相关成果发表在5月9日出版的Science杂志上。同时，相关国际专利申请已进入美国、俄罗斯、日本、欧洲和中东等国家和地区。

随着世界范围内富含甲烷的页岩气、天然气水合物、生物沼气等的大规模发现与开采，以储量相对丰富和价格低廉的天然气替代石油生产液体燃料和基础化学品成为了学术界和产业界研究和发展的重点。

据包信和院士介绍，天然气的转化利用的传统方法转化路线冗长，投资和消耗高，尤为突出的问题是，由于转化过程中不可避免地形成和排放大量二氧化碳，一方面影响生态环境，另一方面致使总碳的利用率大大降低，通常不会超过一半。因此，人们一直都在努力探索天然气直接转化利用的有效方法与过程。

在二十多年甲烷催化转化研究的基础上，包信和团队研究的这种新方法，与天然气转化的传统路线相比，彻底摒弃了高耗能的合成气制备过程，大大缩短了工艺路线，反应过程本身实现了二氧化碳的零排放，碳原子利用效率达到100%。

美国加州大学伯克利分校Alexis Bell教授评价“该成果使甲烷直接转化研究又向前迈出崭新的一步，可能成为未来产业界关注的焦点”。华东师范大学何鸣元院士评价该技术“是符合理想的高选择性转化，实现了原子经济反应，而且催化剂稳定，可较长周期运行，无碳排放”。