浙大學者發明「分子圍欄」讓甲烷高效變甲醇

　　新華社杭州1月10日電（朱涵、施璇）浙江大學肖豐收教授和王亮研究員團隊構築起了一系列「分子圍欄」多相催化劑體系，能夠將甲烷高效轉化為甲醇，為甲烷的高效利用提供了更為直接和綠色的途徑。該研究成果於北京時間10日發表於《科學》雜誌。

　　據介紹，甲烷是天然氣、頁巖氣和可燃冰的主要成分，儲備量相對豐富、價格低廉，甲醇是生成基礎化學品的重要平臺分子，具有高附加值和高應用價值，比如可以製備有著「化工之母」之稱的乙烯、丙烯，用作清洗去油劑、生長促進劑，還可以作為農藥、醫藥的原料。

　　研究人員說，這兩個「姓甲的兄弟」，一個具有產量優勢，一個極具產品優勢。甲烷轉化成甲醇的催化劑主要是雙氧水，但「頑皮」的雙氧水一旦生成，會很快被稀釋，無法與甲烷充分反應，甲醇過於活潑的「性格」也讓其選擇性活化和定向轉化成為難題。

　　王亮介紹說，研究團隊想了一個巧妙的辦法，用一個「圍欄」圈住了雙氧水，讓雙氧水的富集濃度達到正常條件下的一萬倍，讓催化反應加快進行。肖豐收介紹，「一個『分子圍欄』內部的結構就像是一個雞蛋。蛋黃是高濃度雙氧水，蛋白是沸石晶體，蛋殼是一層疏水材料，這樣氫氣、氧氣和甲烷能夠進入反應區，同時甲醇生成後能很快跑出來，不會和甲烷競爭反應。」

　　研究人員介紹，此前甲烷的轉化率很難突破3%，「分子圍欄」技術可以在70℃的溫和條件中，將轉化率大幅提升至17.3%。除了高效外，這個催化劑在製備中不產生汙染，避免了傳統轉化方式會產生大量廢水的弊端。

　　「隨著頁巖氣、海底可燃冰的進一步開發，甲烷在整個能源體系尤其是碳資源中將會扮演越來越重要的角色。」肖豐收說，甲烷變甲醇意味著附加值的提升，團隊將進一步探索「分子圍欄」催化體系在進一步規模應用的可能性。