【催化剂】我国科研人员找到了用稀土来完成甲烷绿色转化的新途径

    我国科研人员找到了用稀土来完成甲烷绿色转化的新途径

天然气作为一种清洁能源和化工原料，其主要化合物甲烷的直接活化，是目前科学上面临的主要挑战，由于难度甚高，更被称为有机化学研究领域的“圣杯”。27日凌晨，上海科技大学物质科学与技术学院传来好消息，该院科研团队成功发展了一种廉价、高效的铈基催化剂和醇催化剂的协同催化体系，在促进甲烷转化这一重要能源化工领域取得突破性进展。

“这群平均年龄不到30岁的年轻人历经两年前期工作积累，最终寻找到一个非常廉价、高效的催化剂组合。”上海科技大学副校长兼教务长印杰表示，这一基础研究领域的突破不仅解决了利用光能在室温下把甲烷一步转化为液态产品的科学难题，同时为甲烷转化成高附加值的化工产品提供了崭新和更加经济、环保的解决方案。据悉，相关成果于已在国际顶尖学术期刊《科学》上发表。

“甲烷是最小的有机分子，也是有机化学中最难被活化的分子。”该论文通讯作者、物质学院助理教授左智伟表示，甲烷的惰性碳氢键带来的低反应活性和在溶液中的低溶解度给催化甲烷活化带来了巨大挑战。

目前，市场上为实现高选择性甲烷转化，往往选用稀有且昂贵的贵金属（铂、钯等）作为高效催化剂。有没有更好的解决方法？我国特有的稀土资源引起了课题组强烈兴趣。虽然铈在光促有机反应中很少被用作催化剂，但它在我国的稀土资源中占比约50%，价格低廉却具有独特的光物理性质。论文第一作者、左智伟课题组博士后胡安华表示，通过对铈高价态的独特电子结构的分析，课题组选择了配体到金属电子跃迁途径，作为研究新型光催化剂的突破点。

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