近日，中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究中心研究员、中国科学院院士张涛和研究员王晓东、副研究员黄传德、研究员乔波涛等开发了一种拟酶铜基单原子催化剂（Cu1/CN），实现甲烷高效转化制含氧化合物。
甲烷直接选择性氧化制甲醇、甲基过氧化氢等高附加值含氧化合物，是天然气资源合理利用的重要途径。然而，由于含氧有机物不仅比甲烷活泼，且其分子极性高，极易被催化剂吸附活化，进而被过度氧化，导致目标产物选择性降低。因此，设计高效催化剂同时实现甲烷高转化率和产物高选择性是当前的研究重点。
在本工作中，研究人员受自然界甲烷单加氧酶（MMOs）活性结构和工作原理启发，利用氮化碳（C3N4）的“锯齿形”边缘锚定单原子铜（Cu1），构建了一种“V”型结构的氮-铜-氧（N2-Cu1-O）活性中心。研究发现，Cu1-O中心可通过抽氢反应高效活化甲烷，其能垒仅为0.58 eV，并产生甲基自由基（•CH3）。在50摄氏度的反应条件下，该反应的转化频率（TOF）达到405.3 ± 8.2 h−1，表现出优异的催化活性。形成的•CH3会被反应体系中的分子氧（O2）捕获，形成以甲基过氧化氢（CH3OOH）为主的含氧化合物。此外，该催化剂活性位点特殊的“V”型结构拥有3.87 Å的分子通道，可允许甲烷（CH4）分子（动力学直径为3.78 Å）快速通过，同时阻隔产物CH3OOH（动力学直径为4.23 Å）与Cu1中心再次接触，从而有效抑制过度氧化反应，使产物选择性约等于100%。
该工作在前期单原子催化剂选择性氧化甲烷等工作基础上，进一步利用载体空间位阻效应，实现温和条件下低成本甲烷选择性氧化制高附加值化学品，为开发新型高效单原子催化剂提供了新的研究思路。
相关研究成果以Enzyme-mimicking copper single-atom catalyst for selective oxidation of methane to liquid oxygenates为题，发表在《美国化学会志》（JACS）上。上述工作得到国家自然科学基金、中国科学院相关项目等的资助。
论文链接
研究开发拟酶单原子催化剂实现甲烷高效转化制含氧化合物
家庭是孩子的第一个课堂，家长是孩子的第一任教师。家长的言传身教，对孩子人格形成、习惯养成、价值观确立等各方面有着持久而深刻的影响。新近出台的《学前教育法》是明晰了学前教育阶段家长的 《中华人民共和国学前教育法》（以下简称学前教育法）第七章详细规定了各级政府及有关部门对学前教育在安全管理、收费管理、经费预算、督导问责、质量评估、信息公开等方面的监管责任，为解决实践 2024年11月8日，十四届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议表决通过《中华人民共和国学前教育法》，自2025年6月1日起施行。学前教育是国民教育体系的组成部分，是重要的社会公益事业，关系到亿 中国教育新闻网讯（记者 庄元）思政有“新意”，育人有活力。在枫叶红遍硕果盈枝的时节，少年儿童科技创享思政课在北京大学附属小学开讲。11月6日，来自航空航天、国防科技、自然资源、气象科学领域的 9月9日至10日，全国教育大会在北京召开，习近平总书记出席大会并发表重要讲话。习近平总书记发表的重要讲话，站在党和国家事业发展全局的战略高度，全面总结了新时代教育事业取得的历史性成就、发生 习近平总书记在全国教育大会上强调，要深入推动教育对外开放，统筹“引进来”和“走出去”，不断提升我国教育的国际影响力、竞争力和话语权。南京工业职业技术大学前身是黄炎培先生于1918年创建的 。本文链接：研究开发拟酶单原子催化剂实现甲烷高效转化制含氧化合物http://www.sushuapos.com/show-12-1607-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 内地与港澳大学校长圆桌会在香港举行