Metans molekylära struktur (vänster) och schematisk illustration av ett energidiagram för lågtemperaturmetanaktivering i reaktionssystem involverade i elektro- och fotoaktivering (höger). Kredit:MENG Xianguang
Direkt omvandling av jordrik metan till förädlade kemikalier under milda förhållanden är en attraktiv teknik som svar på den ökande industriella efterfrågan på råvaror och den globala överklagandet av energibesparing. Att utforska avancerade lågtemperatur-CH-aktiveringskatalysatorer och reaktionssystem är nyckeln till att omvandla metan på ett direkt och milt sätt.
Nyligen, en forskargrupp ledd av prof. DENG Dehui från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin granskade de senaste framstegen inom lågtemperaturmetanomvandling i termokatalytisk, elektrokatalytisk, och fotokatalytiska system. Studien publicerades i Chem .
"Vi sammanfattade de typiska katalysatorerna som används i olika reaktionssystem, speciellt de heterogena katalysatorerna med anmärkningsvärda CH-aktiveringsprestanda, " sa prof. DENG.
"Åsikterna om katalysatordesignen, teoretiska simuleringar, val av reaktionsbetingelser, och metod för reaktionsproduktanalys introducerades för att uppmuntra mer livskraftig teknik för lågtemperaturmetanomvandling i framtiden, " sa prof. DENG.
Forskarna påpekade också vikten av att koppla flera drivkrafter från termiska, elektrisk och solenergi för att tillsammans aktivera metan genom att integrera fördelarna med dessa aktiveringsvägar i ett reaktionssystem.
Prof. DENGs grupp har fokuserat på utvecklingen av 2D-materialbaserade katalysatorer och deras tillämpningar vid katalytisk omvandling av energirelaterade molekyler ( Naturens nanoteknik , 2016, 11, 218-230; Kemiska recensioner , 2019, 119, 1806-1854).
Redan 2015, Prof. DENG och Prof. BAO Xinghe, et al. rapporterade förmågan hos grafenbegränsade enstaka järnställen för katalytisk oxidation av komplicerade kolväten vid rumstemperatur ( Vetenskapens framsteg , 2015, 1, e1500462).
Noterbara framsteg nyligen av gruppen inkluderar upptäckten att grafeninneslutna enkla järnatomer till och med kan katalysera metanomvandling vid rumstemperatur ( Chem , 2018, 4, 1902-1910).
Dessa resultat visar ljusa utsikter för 2-D-baserade katalysatorer vid tillämpningen av CH-aktivering och andra användbara katalytiska processer.
