В новом исследовании исследователи в Национальной лаборатории Аргонна американского Министерства энергетики (DOE), Университете Тафтса и Окриджской национальной лаборатории объединились, чтобы исследовать потенциал основанных на родии катализаторов для этого преобразования при более умеренных условиях. «Наша работа показывает потенциал родия, чтобы позволить это преобразование при ‘умеренных условиях’, таких как более низкие температуры», сказал ученый рентгена Аргонна Сангсик Ли. «Преобразование метана к метанолу при умеренных условиях могло иметь значительные заявления и представить прорыв в катализе».Метанол – ключевое сырье для промышленности для производства химикатов, некоторые из которых используются, чтобы сделать продукты, такие как пластмассы, фанера и краски.
Метанол также мог потенциально заправить транспортные средства или быть преобразован, чтобы произвести водород высокого качества для топливных элементов.Интерес длиной в десятилетия к нахождению эффективных способов преобразовать метан в метанол стал еще более сильным в последние годы благодаря изобилию метана, найденного в американском природном газе.Однако текущий метод для производства метанола от метана включает многоступенчатый процесс, который не эффективен и не экономичен в небольших заявлениях.В исследовании, опубликованном по своей природе, исследователи развивали новый способ преобразовать метан в метанол, используя родий и проверили эффективность катализаторов родия при переменных условиях.
Катализаторы, подготовленные использующие относительно простые процедуры, использовались, чтобы лучше преобразовать метан в метанол и уксусную кислоту, используя кислород (O2) и угарный газ (CO) при умеренных условиях.«Прямое преобразование метана к жидкому метанолу было нерешенной проблемой в катализе», сказал Ли. «С помощью различных средств для тестирования, включая Продвинутый Источник Фотона Аргонна, мы смогли обеспечить новое понимание структуры на уровне атомов этих благородных катализаторов, которые являются атомарно рассеянными комплексами родия, а не наночастицами».В комментарии по своей природе, на основе исследования, у меня есть Хермэнс, преподаватель химии в Висконсинском университете в Мадисоне, отметил, что исследование «связывает гомогенную металлоорганическую химию… с твердой фазой (разнородный) катализ и иллюстрирует важность понимания катализаторов в уровне атомов».
В исследовании исследовательская группа предположила, что дальнейшее исследование и тестирование осветят механизм и пути реакции, которые будут вести новый конверсионный дизайн катализатора метана.«В то время как наша работа все еще далека от коммерческого применения, она может вдохновить направления исследования для новых преобразовывающих метан катализаторов», сказал Ли.Бумага Природы названа «Умеренное окисление метана к метанолу или уксусной кислоте на поддержанных изолированных катализаторах родия».
Продвинутый Источник Фотона Аргонна – Офис САМКИ Научного Пользовательского Средства. Исследование финансировалось программой САМКИ ARPA-E.