Теперь исследователи обнаружили новый подход, который позволяет прямое преобразование метана к метанолу, использующему молекулярный кислород при намного более умеренных условиях реакции.Совместная команда во главе с Грэмом Дж.
Хатчингсом в Кардиффском Институте Катализа и Кристофером Дж. Кили в Университете Лихай, использовала коллоидный золотой палладий (О-Пд) наночастицы, чтобы непосредственно окислить метан к метанолу с высокой селективностью в водном растворе при низких температурах. Их результаты были изданы в статье в Науке: «Водные коллоиды О-Пд катализируют отборное окисление CH4 к CH3OH с O2 при умеренных условиях».«Наша работа показала, что, если стабильный приток радикалов метила может быть установлен – например, включив очень небольшое количество перекиси водорода в смесь реакции – тогда, отборное окисление метана к метанолу, используя молекулярный кислород совершенно выполнимо», сказал Кили, профессор Гарольда Б. Чемберса старшего Материаловедение и Химическое машиностроение в Lehigh.
Это последнее открытие управлялось давним сотрудничеством Кили и Хатчингса при развитии наночастиц О-Пд как эффективные катализаторы для многих других реакций.Согласно Kiely, исследователи были удивлены найти, что для этой конкретной реакции продолжиться им были нужны наночастицы О-Пд, чтобы существовать как свободно плавающие коллоиды в очень слабом растворе перекиси водорода, в который они ввели газ метана и кислорода, на который герметизируют.«Обычно, когда мы используем наночастицы О-Пд в качестве катализаторов, они почти всегда рассеиваются на высоких поддержках окиси площади поверхности, таких как titania», сказал Кили. «В этом случае, однако, присутствие керамической поддержки оказалось очень вредным».
В химической промышленности метан в настоящее время косвенно преобразовывается в метанол через производство газа синтеза (CO + H2) при высоких температурах и давлениях, который является дорогим и энергией интенсивный процесс. Самые многообещающие процессы кандидата, обнаруженные до настоящего времени для прямого преобразования метана к метанолу, имели тенденцию быть сложными, неэффективными, и часто требовать очень высоких температур и агрессивной окружающей среды реакции.
«Новый упрощенный подход, который мы продемонстрировали, приносит нам шаг ближе к созданию прямого преобразования метана к метанолу практически жизнеспособное суждение», сказал Кили.