移動端


甲烷可實現(xiàn)選擇性氧化！清潔能源再得一“將”

2022-02-24 11:16:41來源：化工儀器網 作者：江魚 閱讀量：149 評論

分享：

導讀：甲烷是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體。與二氧化碳不同，甲烷的排放形式為無組織逸散，持續(xù)性強、泄露濃度低。近年來，甲烷排放量不斷增長。據美國國家海洋和大氣管理局統(tǒng)計數(shù)據顯示，2021年全球大氣甲烷濃度超1900ppb。

　　1983年-2000年，全球大氣甲烷含量不斷上升，濃度保持在1770ppb左右。然而從2007年開始，全球大氣甲烷含量再次增長，空氣質量問題迎來嚴峻考驗，溫室效應加劇。天然氣、石油大幅度開采、垃圾量、填埋場增加，牲畜數(shù)增多，化石燃料大量燃燒，工農業(yè)成為甲烷的主要制造者。
 
　　實際上，甲烷含有豐富的天然碳資源，廣泛分布于天然氣、頁巖氣、煤層氣、甲烷水合物等之中。但其具有檢測不確定性高，回收難度大、成本高等多個難點，轉化、減排并非易事。對此，技術發(fā)揮關鍵性作用。
 
　　近日，中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院科研團隊聯(lián)合英國卡迪夫大學教授，開發(fā)了金(Au)負載的ZSM-5沸石分子篩(Au/ZSM-5)催化劑，該催化劑可在溫和條件下進行甲烷選擇性氧化。該項成果發(fā)表于國際學術期刊《自然·催化》。
 
　　據研究人員介紹，利用Au/ZSM-5催化劑，可在120°-240°溫度范圍內，將甲烷選擇性氧化生成高附加值化學品甲醇和乙酸。轉換后，通過核磁共振定量分析，結果指出該選擇性轉化可獲得7.3 mol/molAu/h的含氧化合物產量。
 
　　另外，在甲烷選擇性轉化之前，研究人員通過核磁共振波譜法(1H-13C NMR)實驗，利用12C和13C同位素示蹤技術，研究了甲烷轉化機制，明確催化劑表面的金(Au)納米粒子能夠促進氧氣活化生成活性氧物種進而與甲烷發(fā)生反應。此外，該反應不僅僅是甲烷在液相的氧化反應，還涉及固體催化表面上甲基、過氧甲基、乙?；然钚晕锓N的生成與轉化。
 
　　由于甲烷的化學鍵能較大，需要高溫高壓條件才能將其轉化。此前，工業(yè)上常將甲烷轉化為一氧化碳和氫氣組成的合成氣，再轉化為高附加值的產物。但這一過程不僅能耗高，還容易出現(xiàn)二氧化碳等副產品，難以保證轉化效率和純度。不僅如此，甲烷存儲地區(qū)通常較偏遠，難以在現(xiàn)場將甲烷實時轉化為可運輸?shù)暮趸衔?。當前，甲烷轉化技術可在溫和條件下直接將甲烷催化氧化為包括甲醇、甲酸、乙酸在內的高附加值的化學品，對開采現(xiàn)場對甲烷的高效利用具有重要意義。
 
　　據了解，能源活動是我國甲烷排放的主要來源之一。隨著大力推崇清潔能源時代到來，“十四五”綱要明確，加大甲烷、全氟化碳等其他溫室氣體管控力度，推動相關規(guī)劃和政策的制定、落地。2021年11月，“甲烷國家行動計劃”出爐，從開展甲烷排放控制研究，推動出臺中國甲烷排放控制行動方案，加強重點領域甲烷排放的監(jiān)測、核算、報告和核查體系建設，鼓勵先行先試，加強國際合作從五個方面入手。上文提及的甲烷高效轉化方案不僅響應了“十四五”規(guī)劃和““甲烷國家行動計劃”，還為當前甲烷行動開闊思路，開辟全新的清潔能源轉換方向，不再拘泥于甲烷氣體排放和管控，形成產學研整合式發(fā)散思路，推動我國“雙碳”目標如期實現(xiàn)。
 
　　另外，也要看到技術推廣難度。下一步，研究人員思考的是如何將該項技術市場化推廣，實現(xiàn)甲烷選擇性轉化規(guī)劃化發(fā)展。
 
　　原標題：甲烷可實現(xiàn)選擇性氧化！清潔能源再得一“將”
版權與免責聲明：1.凡本網注明“來源：興旺寶裝備總站”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-興旺寶合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：興旺寶裝備總站”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。 2.本網轉載并注明自其它來源（非興旺寶裝備總站）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。 3.如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內與本網聯(lián)系，否則視為放棄相關權利。
我來評論

昵稱 驗證碼

文明上網，理性發(fā)言。（您還可以輸入200個字符)

所有評論僅代表網友意見，與本站立場無關

    相關新聞