甲烷选择性氧化制甲醛/甲醇多相催化剂研究进展

王 莹，孔 莲*，赵 震，2*，范晓强，解则安，肖 霞

(1.沈阳师范大学化学化工学院，能源与环境催化研究所，辽宁 沈阳 110034；2.中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室，北京 102249)

煤、石油、天然气是现代社会重要的燃料和化工原料。煤炭资源储量丰富，分布范围广，但是煤炭的过度开采与利用过程会产生大量的废弃物，从而污染环境，造成生态环境的进一步恶化[1]。石油作为全球最重要的能源之一，对世界经济发展和政治稳定都具有重要影响。近年来，由于石油资源地区分布不均衡、价格持续猛涨、资源日益紧缺等原因使得人们越来越关注储量丰富、洁净环保的优质能源。天然气、页岩气和可燃冰等是绿色、清洁的新碳基能源，具有对环境友好、易燃烧、燃烧效率高等优点，其开发与利用可在一定程度上缓解对石油等传统化石能源的依赖，还具有重要的经济意义[2-5]。

作为天然气、页岩气等资源主要组成部分的甲烷分子，其C-H键的键能较高(439.3 kJ·mol-1)、结构稳定，这使得甲烷在常规条件下很难活化[6-8]。因此，甲烷的C-H键需要在相对苛刻的反应条件下才能被活化，比如高温高压、强酸/碱；或者采用非常规手段如等离子[9]、光激发[10]等。目前，工业上甲烷的活化与利用主要采用间接转化法，但此方法流程复杂，能耗大，生产成本高[11-14]，因此，寻求经济、高效的甲烷转化途径势在必行。

甲烷选择性氧化可以一步得到具有高附加值的含氧化合物，如甲醇、甲醛，此路径比间接合成路线更为节能，设备更简单；……