今日Science: 讓沼氣更值錢

【引言】

甲烷是最簡單的有機物，也是天然氣，沼氣，坑氣等的主要成分，俗稱瓦斯，是一種廉價的能源，通過水力壓裂技術和沼氣技術可以大量生產甲烷。然而，大量的甲烷消耗對于人類生存的環境影響巨大，特別是會導致溫室效應。基于對環境的擔憂，研究者推動了一系列對甲烷的新應用的探索，而不僅僅是將它局限于目前作為加熱和氫源。例如，2018年上海科技大學物質科學與技術學院左智偉團隊在science上報告了一種低成本、高效率將甲烷轉化為火箭推進劑燃料等高附加值化工產品的方案，為我國高效利用特有稀土金屬資源提供了新思路。此外，將甲烷進行磺化成甲烷磺酸也是一種極具吸引力的轉換路線，因為甲烷原料豐富，并且甲烷磺酸則可以快速融入當前的工業化學生產過程。然而，由于甲烷磺化反應中極易存在自由基重組等不希望發生的副反應存在，目前的甲烷磺化技術仍然存在一些問題導致產量低下。因此開發具有工業化生產潛力的甲烷磺化技術是提升甲烷價值的關鍵所在。

【成果簡介】

今日，德國格里洛-沃克公司化工部研發部的Timo Ott等人在Science上發表了一篇名為“Activation of methane to CH₃⁺:A selective industrial route to methanesulfonic acid”的文章。研究者報告了一種可工業化將甲烷磺化為甲烷磺酸的技術。該技術只有兩個反應物:甲烷和三氧化二硫，可獲得高達99%的產率。

【圖文導讀】

圖1甲烷磺化反應概況

圖2 甲烷磺化反應機理

圖3 甲烷的磺化路線

【小結】

??研究者提出了一種工業化甲烷磺化技術路線，產率高達99%，預期每年可生產多達20公噸甲烷磺酸。這為大規模提升甲烷的附加值提供了可能。

文獻連接 Activation of methane to CH₃⁺:A selective industrial route to methanesulfonic acid (Science,2019,DOI: 10.1126/science.aav0177)

本文由材料人編輯學術組金也翻譯，材料牛整理編輯。