摘要：光催化甲烷(CH_(4))直接转化制甲醇(CH_(3)OH)被誉为催化界的“圣杯反应”.然而,由于反应过程中目标产物容易发生过氧化反应,实现CH_(3)OH的定向转化仍然面临巨大挑战.本文通过溶剂热法和高温煅烧法成功地制备了不同晶相的Ga_(2)O_(3)光催化材料(α-Ga_(2)O_(3)和β-Ga_(2)O_(3)),并对其光催化CH_(4)直接转化制CH_(3)OH的性能进行评价.测试结果显示在室温常压,且不额外添加其他氧化剂的情况下,α-Ga_(2)O_(3)和β-Ga_(2)O_(3)表现出优异的光催化性能.相较于β-Ga_(2)O_(3),α-Ga_(2)O_(3)的光催化性能更优:反应2 h后,其CH_(4)转化率达4.5%,CH_(3)OH的生成速率与选择性分别高达372.8μmol/(g h)和82.7%.通过原位红外光谱(in situ DRIFTS)和原位电子自旋共振谱(in situ EPR)对反应机理进行了分析,发现Ga_(2)O_(3)的Ga和O分别是活化CH_(4)和水分子(H_(2)O)的活性位点.得益于Ga-O双功能活性位点的协同作用,CH_(4)和H_(2)O活化产生的·CH_(3)和·OH可以直接结合,促进了CH_(3)OH的定向生成.由于α-Ga_(2)O_(3)比β-Ga_(2)O_(3)展现出更强的活化H_(2)O的能力,α-Ga_(2)O_(3)表现出更优异的光催化CH_(4)直接转化制CH_(3)OH性能.本文为设计高效的CH_(4)直接转化制CH_(3)OH催化材料打开了新的思路.

摘要：针对甲烷转化中存在多股原料气且甲烷含量波动大的情况,分析了影响甲烷转化之水碳比的因素,设计水碳比比值控制方案时引入原料气中甲烷含量的分析信号,在ECS100P DCS中实现比值控制方案并应用于生产控制。

摘要：二、甲烷转化反应的动力学动力学的研究,特别是催化反应动力学的研究对于催化反应器的设计是很重要的。它可以剖析工业反应器中催化剂使用情况,逐步使设计和生产达到最佳化。同时,还可以分析各种因素对催化反应速度的影响,合理选择工业生产条件,并有助于探讨催化机理。但是,对于甲烷转化反应动力学的某些方面的研究至今还不太成熟,在压力下反应的研究文章较少,

摘要：美国华盛顿大学圣路易斯分校艺术与科学系化学助理教授Liviu ***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,

摘要：伯克利实验室领导的一个团队正在设计一种将甲烷高效转化成液体运输燃料的酶。

摘要：美国劳伦斯利弗莫国家实验室的科学家团队将生物技术和3D打印技术相结合设计出一种新型反应器，可以在常温常压下持续将甲烷转化为甲醇。

摘要：美国Intrexon生物技术公司正在利用一种称为甲烷氧化菌的微生物发酵甲烷生产丁二烯。该公司声称这是一种更环保的生产丁二烯的方法,因为甲烷没有氧,因此减少了生成二氧化碳的量。该公司开始使用新技术设计甲烷氧化菌,使其更容易操控微生物,并通过使用新工具(即机器学习)缩短了对结果进行分析的时间。Intrexon公司能源和精细化学品部门的高级副总裁RobertWalsh指出,由于缺乏与酵母和大肠杆菌相关的知识深度,没有人知道如何设计甲烷氧化菌,但通过机器学习能够大幅增加实验样品的数量,每周运行的样品数量从50个增至10000个。

摘要：中国科学院上海硅酸盐研究所在甲烷光催化转化研究方面取得新进展,相关研究成果发表于《自然-通讯》杂志,并申请中国发明专利一项。光催化直接转化可以打破传统热力学平衡的束缚,使甲烷在低温常压下进行转化。该研发团队设计并制备出铜修饰氮化碳材料,实现甲烷向乙醇的光催化直接转化,并对该过程的机制进行了深入研究。结果表明,从活性氧物种的生成以及甲烷的吸附活化两个角度出发,通过在氮化碳材料的有序空腔中进行铜修饰,不仅实现了羟基自由基的原位生成,还促进了材料对甲烷 C—H 键的活化以及对高活性中间物种的稳定。该材料表现出卓越的甲烷光催化转化性能。除自由基机制以外,该材料中的铜物种与邻近碳原子存在协同效应,使得转化过程沿着甲烷→甲醇→乙醇的路径进行。

摘要：近年来,随着社会环保意识的迅速提高以及对可再生能源利用能力的大幅增强,以燃料电池和电解池为代表的电化学技术已经逐渐在能源的存储、转化和利用方面发挥着不可或缺的独特作用.其中,固态氧化物电解池经过多年的发展,在装置成本和工作效率上取得了长足的进步,在储能转化方面具有重要的潜力.与此同时,伴随着《巴黎协定》签订以来各国的“碳中和”路线图逐渐出台,利用相对廉价易得的可再生电能,将二氧化碳(CO_(2))和甲烷(CH_(4))等碳-(C1)分子电解转化为高附加值的可再生燃料(如水煤气、乙烯等),对于碳中和目标的实现具有重要的意义.因此,C1分子电化学转化的研究成为了当下重点关注的研究领域,许多重要的研究成果和技术进步在过去几年中不断涌现.固态氧化物电解池作为一种代表性的C1分子电解和转化平台,也日渐引起相关领域研究人员的关注和兴趣.与传统的C1分子催化转化方法相比,基于固态氧化物电解池的电解转化技术具有两个重要优点:高能量转换效率与体系抗中毒能力.这两个特性作为体系稳健性的基石,保障了C1分子转化为可再生燃料的反应过程的长期可持续性.本文首先简要回顾了固态氧化物电解池的前沿技术与发展,并从电解池系统分类、反应体系的特征和反应体系发展的前景与挑战这三个方面,简要介绍了近年来基于固态氧化物电解池体系的C1分子电化学转化的代表性工作.CO_(2)与CH_(4)作为廉价易得的C1分子的代表,其转化因其反应分子惰性及反应过程不可控性而广受研究者关注,本文重点关注了在固态氧化物电解池中CO_(2),CO_(2)/H_(2)O和CH_(4)三个体系的电化学反应过程和近期研究进展,希望可为相关研究人员未来设计更合适的催化剂和构建更优的电解池结构提供有益的参考.本文还针对目前固态氧化物电解池体系在C1分子转化领域所面临的挑战,提出了未来的一些可能的研究方向,以期助力研究者在不远的将来实现C1分子电解生产可再生燃料的实用化.

摘要：美国C-Zero公司开发的天然气转化制氢和固体碳的工艺正进行示范装置的工程设计。该装置计划2021年底开始建设。C-Zero公司旨在开发甲烷无燃烧热分解并进行工业化转化。天然气转化制氢是成熟工艺,最近加州圣巴巴拉大学使用高温熔融金属和熔融盐催化剂对该工艺开展了研究。