中科院甲烷高效轉(zhuǎn)化研究獲突破

5月9日，美國《科學(xué)》雜志刊登了中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的一項(xiàng)研究成果。該所研究員、中科院院士包信和團(tuán)隊(duì)基于“納米限域催化”的新概念，創(chuàng)造性地構(gòu)建了硅化物晶格限域的單中心鐵催化劑，成功地實(shí)現(xiàn)了甲烷在無氧條件下選擇活化，一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學(xué)品。同時(shí)，相關(guān)專利申請已進(jìn)入美國、日本、歐洲和中東等國家和地區(qū)。據(jù)了解，隨著富含甲烷的頁巖氣、天然氣水合物、生物沼氣等資源被大規(guī)模發(fā)現(xiàn)與開采，如何以儲量相對豐富和價(jià)格低廉的天然氣替代石油生產(chǎn)液體燃料和基礎(chǔ)化學(xué)品成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究和發(fā)展的重點(diǎn)。但傳統(tǒng)甲烷轉(zhuǎn)化路線冗長，投資和消耗高，過程中不可避免地形成和排放大量溫室氣體——二氧化碳。因此，人們一直都在努力探索天然氣直接轉(zhuǎn)化利用的有效方法與過程。而上述研究與天然氣轉(zhuǎn)化的傳統(tǒng)路線相比，徹底摒棄了高耗能的合成氣制備過程，大大縮短了工藝路線，反應(yīng)過程本身實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的零排放，碳原子利用效率達(dá)到100%。美國加州大學(xué)伯克利分校教授亞力克西斯·貝爾評價(jià)稱：“該成果使甲烷直接轉(zhuǎn)化研究又向前邁出嶄新的一步，可能成為未來產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。”中科院院士何鳴元評價(jià)該技術(shù)“是符合理想的高選擇性轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，而且催化劑穩(wěn)定，可較長周期運(yùn)行，無碳排放”。德國巴斯夫集團(tuán)副總裁穆勒認(rèn)為這是一項(xiàng)“即將改變世界”的新技術(shù)，未來的推廣應(yīng)用將為天然氣、頁巖氣的高效利用開辟一條全新的途徑。目前，國內(nèi)和國外的多家能源和化學(xué)公司都對這一產(chǎn)業(yè)變革性技術(shù)表現(xiàn)出了極大的興趣，表示希望能優(yōu)先合作。