一项“将改变世界的新技术”被中国团队攻克

即将改变世界的新技术”——全球著名化工企业巴斯夫集团副总裁穆勒对中科院大连化学物理研究所的一项最新成果给予了...



即将改变世界的新技术”——全球著名化工企业巴斯夫集团副总裁穆勒对中科院大连化学物理研究所的一项最新成果给予了高度评价。2014年5月9日，美国《科学》杂志发表了该研究所包信和院士团队在甲烷高效转化相关研究中获重大的突破。这一研究实现了甲烷高效生产乙烯、芳烃和氢气等化学品。

乙烯、PX等石化产品是现代工业最重要的原材料之一，乙烯更是被视为一个国家工业发展水平的重要标志。此前乙烯多由石油裂解获得，而从甲烷制备乙烯的工艺路线，至今仍被视为化学领域的“圣杯”。据悉，中国目前乙烯产量居世界第二，但仍然远远落后于美国，而我国对聚乙烯等下游产品的需求量已经赶超美国，这对中国的能源安全提出了巨大挑战。
由于具有四面体对称性的甲烷分子是自然界中最稳定的有机小分子，它的选择活化和定向转化是一个世界性难题。为此在20多年甲烷催化转化研究的基础上，包信和院士领衔的团队基于“纳米限域催化”的新概念，创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功实现了甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品。与天然气转化的传统路线相比，该技术彻底摒弃了高耗能的合成气制备过程，大大缩短了工艺路线，反应过程本身实现了二氧化碳的零排放，碳原子利用效率达到100％。


加州大学伯克利分校Alexis Bell教授评价说，“该成果使甲烷直接转化研究又向前迈出崭新的一步，可能成为未来产业界关注的焦点”。不仅如此，我认为这是符合理想的高选择性转化，实现了原子经济反应，而且催化剂稳定，可较长周期运行，无碳排放，极具创新性和引领作用。同时为为甲烷催化选择转化基础研究提供了新的思路，为高效利用丰富的天然气资源和在我国形成具有原创性知识产权的甲烷绿色转化新技术奠定了理论基础。给甲烷无氧转化技术带来了工业化利用的曙光

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