最近,北京大学化学与分子工程学院马丁教授课题组与伦敦大学学院的Junwang Tang教授课题组合作,突破传统研究思路,在外场(模拟太阳光)辅助下,以常规浸渍法获得的二氧化钛负载铁为催化剂、过氧化氢为氧化剂,在常温常压下实现了甲烷一步活化高选择性制甲醇。3小时内,甲烷的转化率可达15%,总醇选择性可达97%,其中甲醇的选择性高达90%,且该催化剂具有优异的循环稳定性。球差校正电镜和吸收谱学研究表明,该催化剂的活性中心为高度分散的三价铁物种。该研究工作构建了新的甲烷一步高效制甲醇体系,为温和条件下实现甲烷的高效活化提供了新思路。该研究成果以“Highly selective oxidation of methane to methanol at ambient conditions by titanium dioxide-supported iron species”为题发表于Nature Catalysis(Nat. Catal. 2018, 1, 889-896)。

不同条件下的甲烷转化率和活性图

最佳催化剂的结构表征
该研究得到国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。马丁和Junwang Tang为该工作的共同通讯作者,第一作者为伦敦大学学院谢吉嘉,第二作者是北京大学金仁喜博士。这项工作的合作者还包括北京工业大学李昂博士、兰州化物所毕迎普研究员等。
编辑:麦洛
责编:白杨