中国科学技术大学 Au1/BP纳米片上甲烷氧化反应路径示意图
信用:罗来豪 水力压裂技术的进步使得大量天然气储量的发现成为可能，这些天然气主要含有甲烷，而且主要是直接燃烧的，有可能导致全球变暖
通过好氧氧化将甲烷升级为甲醇等绿色能源是解决这一问题的理想途径
然而困难在于活化甲烷和防止甲醇过度氧化
甲烷具有稳定的非极性四面体结构，碳氢键的离解能很高，需要很高的能量才能被激活
同时，甲醇在此过程中很容易被过度氧化成二氧化碳
甲烷的活化和定向转化被认为是催化的“圣杯”
教授领导的研究小组最近在《自然通讯》上发表的一项研究
合肥国家物理科学实验室的曾杰和李韦雪在微型尺度上取得了新的进展
他们设计并在黑磷(Au1/BP)纳米片上制备了金单原子，用于甲烷在温和条件下选择性氧化成甲醇，选择性> 99%
Au1/BP纳米片在辐照条件下能够催化以氧气为氧化剂的甲烷氧化反应
基于机理研究，水和O2在Au1/BP纳米片上被活化，在光照下形成活性羟基和羟基自由基
反应性羟基使甲烷温和氧化成CH3，然后CH3通过羟基氧化成甲醇
由于水被消耗以形成羟基，并通过羟基与甲烷的反应产生，因此这里的水被完全回收，因此也可被视为催化剂
这项研究为甲烷选择性氧化中氧和甲烷的活化机理提供了见解，并为水在反应过程中的作用提供了新的理解
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
