Directe omzetting van aardrijk methaan in chemicaliën met toegevoegde waarde onder milde omstandigheden is een aantrekkelijke technologie als antwoord op de toenemende industriële vraag naar grondstoffen en de wereldwijde aantrekkingskracht van energiebesparing. Het verkennen van geavanceerde C-H-activeringskatalysatoren en reactiesystemen bij lage temperatuur is de sleutel tot het omzetten van methaan op een directe en milde manier.

Onlangs, een onderzoeksgroep onder leiding van Prof. DENG Dehui van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen beoordeelde de laatste vooruitgang in methaanconversie bij lage temperatuur in thermokatalytische, elektrokatalytisch, en fotokatalytische systemen. De studie is gepubliceerd in Chemo .

"We hebben de typische katalysatoren samengevat die in verschillende reactiesystemen worden gebruikt, vooral de heterogene katalysatoren met opmerkelijke C-H-activeringsprestaties, " zei prof. DENG.

"De standpunten over het katalysatorontwerp, theoretische simulaties, keuze van reactieomstandigheden, en reactiemethode productanalyse werden geïntroduceerd om in de toekomst meer levensvatbare technologie voor methaanconversie bij lage temperatuur aan te moedigen, " zei prof. DENG.

De onderzoekers wezen ook op het belang van het koppelen van meerdere drijvende krachten van thermische, elektrische en zonne-energie om gezamenlijk methaan te activeren door de voordelen van deze activeringsroutes in één reactiesysteem te integreren.

De groep van prof. DENG heeft zich gericht op de ontwikkeling van 2D-materiaalgebaseerde katalysatoren en hun toepassingen in de katalytische omzetting van energiegerelateerde moleculen ( Natuur Nanotechnologie , 2016, 11, 218-230; Chemische beoordelingen , 2019, 119, 1806-1854).

Al in 2015 Prof. DENG en Prof. BAO Xinghe, et al. rapporteerde het vermogen van grafeen-begrensde enkele ijzerplaatsen voor de katalytische oxidatie van gecompliceerde koolwaterstoffen bij kamertemperatuur ( wetenschappelijke vooruitgang , 2015, 1, e1500462).

Opmerkelijke recente vooruitgang door de groep omvat de bevinding dat grafeen-opgesloten enkele ijzeratomen zelfs de omzetting van methaan bij kamertemperatuur zouden kunnen katalyseren ( Chemo , 2018, 4, 1902-1910).

Deze resultaten demonstreren goede vooruitzichten voor op 2-D gebaseerde katalysatoren bij de toepassing van C-H-activering en andere bruikbare katalytische processen.