В эру истощения природного газа ресурсов минерального масла становится еще более релевантным, даже при том, что газ трудно транспортировать и не легко интегрированный в существующей промышленной инфраструктуре. Одно из решений для этого состоит в том, чтобы применить технологии ‘газа к жидкости’. Они преобразовывают метан, основной компонент природного газа, к так называемому газу синтеза, из которого впоследствии произведены метанол и углеводороды.
Эти жидкости тогда отправлены химическим заводам или топливным компаниям во всем мире.Этот подход, однако, сегодня только выполним в очень крупных масштабах. В настоящее время нет никакой химии ‘газа к жидкости’, доступной для экономичной обработки метана из меньших источников в отдаленных местоположениях.
Это породило много научно-исследовательских работ относительно химии преобразования метана.Из всех концептуально многообещающих процессов меньшего масштаба для прямого преобразования метана частичное окисление к метанолу кажется самым жизнеспособным, так как это допускает более низкие рабочие температуры, делая его более неотъемлемо безопасным и более энергосберегающим.Биовдохновленный катализатор
Исследовательская группа, объединяющая экспертное знание Moniek, Затаптывает (UvA/HIMS), Евгений Пидко и Эмил Хенсен (Технический университет Эйндховена), Мэрикруз Санчес-Санчес (Мюнхенский технический университет), а также Джоханнс Леркэр (Мюнхенский технический университет и Тихоокеанская Северо-западная Национальная лаборатория) в настоящее время сосредотачивается на биовдохновленном методе, позволяющем такое частичное окисление метана.В центре команды измененный цеолит, высоко структурированный пористый материал, развитый в исследовательской группе Леркэра в Мюнхене. Этот обмененный на медь цеолит с mordenite структурой подражает реактивности фермента, известного эффективно, и выборочно окислите метан к метанолу.В их фактической публикации по своей природе Коммуникации исследователи обеспечивают беспрецедентное и детализировали молекулярное понимание в способе, которым цеолит подражает активному месту монооксигеназы метана фермента (MMO).
Очень отборныйИсследователи показывают, что микропоры цеолита обеспечивают прекрасную ограниченную окружающую среду для очень отборной стабилизации промежуточной содержащей медь молекулы тримера.
Этот результат следует из комбинации кинетических исследований в Мюнхене, передового спектроскопического анализа в Амстердаме и теоретического моделирования в Эйндховене. Медные-oxo группы Trinuclear были определены, которые показывают высокую реактивность к активации углеродных водородных связей в метане и его последующем преобразовании к метанолу.
«Развитый цеолит – один из нескольких примеров катализатора с четко определенными активными местами, равномерно распределенными в структуре цеолита – действительно единственное место разнородный катализатор», говорит профессор Джоханнс Леркэр. «Это допускает намного более высокие полезные действия в преобразовании метана к метанолу, чем с катализаторами цеолита, ранее сообщил».Кроме того, исследование показало определенное соединение структуры активных мест с их каталитической деятельностью.
Это отдает цеолит «больше, чем многообещающий» материал в достижении уровней каталитической деятельности и селективности, сопоставимой с ферментативными системами.