钯纳米颗粒直接将甲烷转化为甲醇的新方法

现在，研究人员发现了一种新方法，可以在更温和的反应条件下利用分子氧将甲烷直接转化为甲醇。

由卡迪夫催化研究所的GrahamJ.Hutchings和利哈伊大学的ChristopherJ.Kiely领导的合作团队使用胶体金-钯(Au-Pd)纳米粒子直接将甲烷氧化成甲醇，在低水溶液中具有高选择性温度。他们的研究结果发表在Science的一篇文章中：“Au-Pd胶体水溶液在温和的条件下催化选择性CH4氧化成CH3OH与O2。”

“我们的工作表明，如果可以建立稳定的甲基自由基-例如，通过在反应混合物中加入极少量的过氧化氢-那么使用分子氧将甲烷选择性氧化成甲醇是完全可行的，“Lehigh的HaroldB.Chambers材料科学与化学工程高级教授Kiely说。

这一最新发现得到了Kiely和Hutchings长期合作开发Au-Pd纳米粒子作为许多其他反应的有效催化剂的指导。

根据Kiely的说法，研究人员惊讶地发现，对于这种特殊的反应，他们需要将Au-Pd纳米颗粒作为自由漂浮的胶体存在于一种非常微弱的过氧化氢溶液中，并注入加压的甲烷和氧气。

“通常当我们使用Au-Pd纳米粒子作为催化剂时，它们几乎总是分散在高表面积的氧化物载体上，例如二氧化钛，”Kiely说。“然而，在这种情况下，陶瓷载体的存在被证明是非常有害的。”

在化学工业中，甲烷目前通过在高温和高压下生产合成气(CO+H2)间接转化为甲醇，这是一种昂贵且能量密集的过程。迄今为止发现的甲烷直接转化为甲醇的最有希望的候选方法往往是复杂，低效的，并且通常需要非常高的温度和侵蚀性的反应环境。

“我们所展示的新的简化方法使我们更接近于将甲烷直接转化为甲醇是一个切实可行的主张，”Kiely说。

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