在温和条件下将富含地球的甲烷直接转化为增值化学品是一种有吸引力的技术,以应对工业对原料的需求增加和全球节能的吸引力。探索先进的低温CH活化催化剂和反应系统是直接和温和地转化甲烷的关键。

最近,由中国科学院大连化学物理研究所(DICP)邓德辉教授领导的一个研究小组回顾了热电催化,电催化和光催化系统中低温甲烷转化的最新进展。该研究发表在Chem。

“我们总结了各种反应体系中使用的典型催化剂,特别是具有值得注意的CH活化性能的非均相催化剂,”邓教授说。

“关于催化剂设计,理论模拟,反应条件选择和反应产物分析方法的观点被引入,以鼓励未来更加可行的低温甲烷转化技术,”邓教授说。

研究人员还指出了通过在一个反应​​系统中整合这些激活途径的优势,将来自热能,电能和太阳能的多种驱动力耦合到共同激活甲烷的重要性。

邓教授的研究小组一直致力于开发二维材料催化剂及其在能源相关分子催化转化中的应用(Nature Nanotechnology,2016,11,218-230; Chemical Reviews,2019,119,1806)-1854)。

早在2015年,邓教授和鲍兴和教授等人。报道了石墨烯限制的单个铁位点在室温下催化氧化复杂烃类的能力(Science Advances,2015,1,e1500462)。

该小组最近取得的显着进展包括发现石墨烯限制的单个铁原子甚至可以在室温下催化甲烷转化(Chem,2018,4,1902-1910)。

这些结果表明在应用CH活化和其他有用的催化过程中基于2-D的催化剂具有广阔的前景。