新甲烷转化催化剂问世可将二氧化碳重新变燃料

发布时间：2010-12-21

盛顿大学圣路易斯分校艺术与科学系化学助理教授Liviu M. Mirica博士及其研究团队最近在《美国化学会志》上发表论文，描述了一种新的金属络合物催化剂，其结构像一个在手套中的球，由四个氮原子包围中间一个钯原子构成，正是这种结构的有机分子导致了络合物的超强化学活性：能够在氧气和光存在的条件下，将甲基基团组成乙烷。这是甲烷转化为长链烃(或液态燃料)过程中的第二个步骤。该研究团队正在调整该络合物，令其能够在甲烷转化成乙烷过程中的第一个步骤中也发挥作用。

Mirica的研究团队去年曾经研究利用钯化合物做催化剂分解水，实验虽成功但却与预期有差距。他们发现这种催化剂即便是在空气环境下也很容易被氧化。因此，他们利用这一性质将其应用于甲烷向乙烷的转化。据Mirica介绍，将甲烷转化为乙烷是构建长链烃(如丁烷、辛烷等)的第一步，而长链烃在常温常压下处于液态，方便长距离输运。

金属络合物只解决了甲烷向乙烷转化问题的一半，Mirica目前正试图调整这种金属络合物，令其能够在甲烷转化成乙烷的整个反应过程中发挥作用，也就是打破一个C-H键，完成从甲烷到甲基的转变。他们的另一项研究工作是测试该催化剂在二氧化碳还原为甲醇反应中的稳定性。二氧化碳作为一种非常稳定的分子，对其进行的任何操作都需要能量，而研究人员目前正试图利用该催化剂将所需能量最小化。

Mirica的最终目标，是找到一种可循环的碳化学反应，只需要利用催化剂和较少的太阳能，将二氧化碳重新变为燃料。