记者24日从清华大学得悉，该校工业催化中心教授唐军旺课题组开宣布一种新式分子结光催化剂，其能够将甲烷高效氧化为乙醇。相关研讨成果在线发表于《天然》。

  甲烷是天然气和页岩气的主要成分，也是化学组成的重要碳源。将甲烷部分氧化为多碳化合物，是完成我国天然气资源高价值使用、推进动力化工低碳转型的重要技能途径。但是，甲烷分子的高度对称性和安稳才能使其转化反响活性较低。并且，传统甲烷转化依靠高温度高压力环境，一定要通过一氧化碳中心产品进行多步反响，功率低且副产品多。在这种情况下，为了高效使用甲烷，完成洁净燃料和绿色化学品的组成，研讨人员亟待开发可在温文条件下进行的甲烷转化技能。

  “咱们的研讨方针是，开发在温文条件下将甲烷一步转化为像乙醇这类更高价值碳二产品的技能，且不需求通过一氧化碳的中心过程。”唐军旺说。

  为此，课题组采用了一种分子内结光催化剂——CTF-1，其替换的苯环和三嗪基团能够将甲烷偶联并氧化为乙醇，明显提高选择性和转化率。

  唐军旺介绍，这种异质结构不仅仅能够完成电荷生成后的高效且耐久别离，还能使水分子和氧分子别离优先吸附在三嗪单元和苯单元上。

  历经近10年研讨，唐军旺课题组成功使用“分子内结”完成了多个关键过程的打破，包含调控光生电子和空穴在空间上的别离、催化剂氧化和复原反响位点的物理别离、甲烷和氧气吸附位点的操控、反响中心体和强氧化位点的别离。

  唐军旺说：“这些过程终究完成了甲烷的高转化率以及方针产品的高选择性，能愈加进一步将甲烷部分氧化并高效生成乙醇。”