利用光化学循环策略从甲烷生成乙烷

时间:2020-06-02 22:00 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

利用光化学循环策略从甲烷生成乙烷

来自里尔大学、法国国家科学研究中心、里尔中心大学、阿尔托伊斯大学和美国基尔大学的一组研究人员。K已经开发出一种利用光化学循环策略从甲烷中生产乙烷的方法。在他们发表在《自然能源》杂志上的论文中,该小组描述了他们的研究过程。日本北海道大学的天野文明(Fumiaki Amano)在同一期杂志上发表了一篇关于该团队工作的新闻评论文章。

在过去的几年里,甲烷对于燃料和其他化学品的生产变得非常重要。但由于它的稳定性,将甲烷转化为所需产物需要高温,导致选择性较低。几年来,化学家们一直致力于开发一种无需能源密集型热生产的转换方法。先前的研究表明,甲烷偶联是一个有吸引力的选择,因为它可以很容易地脱氢成乙烯。在这项新的研究中,研究人员对这些建议进行了跟进,并在此过程中开发出了一种从甲烷中生产乙烷的方法,这种方法克服了先前的问题。

天野之彦认为,研究人员使用的成功因素集中在三组分纳米复合材料的开发上——在传统的TiO2光催化剂中加入磷钨酸和银阳离子。由此产生的Ag-HPW /TiO2纳米复合材料引发了甲烷耦合,产生了乙烷,也产生了少量的丙烷和二氧化碳。最终的结果是一个基于光化学转换的两阶段循环过程。天野之美指出,这个过程导致银正离子还原成金属,然后用紫外线照射的氧气对金属银进行再氧化。他还指出,微粒上使用的HPW涂层是提高选择性的一个主要因素,并提出循环氧化还原循环在某些方面与可充电电池中发生的反应相似。

测试表明,该工艺在碳基上有90%的选择性,与其他光催化剂系统相比,其量子效率被认为是高的。

?2020 Science X Network

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