使用光化学循环策略可从甲烷中生产乙烷
来自里尔大学，CNRS大学，法国里约热内卢大学，法国阿蒂瓦斯大学和英国基尔大学的一组研究人员已经开发出一种使用光化学环化策略从甲烷生产乙烷的方法 。该小组在《自然能源》杂志上发表的论文中描述了他们的过程 。
文章插图
甲烷光化学偶合后Ag-HPW / TiO 2的变化 。图片来源：Nature Energy（2020） 。DOI：10.1038 / s41560-020-0616-7
研究背景在过去的几年中，甲烷对于燃料和其他化学品的生产已变得非常重要 。但是由于其稳定性，将甲烷转化为所需的产物需要高温，导致选择性不理想 。几年来，开发一种无需大量耗能的热量来进行这种转化的方法一直是该领域化学家的目标 。
先前的研究表明，由于甲烷偶联易于脱氢为乙烯，因此是一种有吸引力的选择 。在这项新的工作中，研究人员遵循了这些建议，并以此为基础，开发出了一种可从甲烷中生产乙烷的方法，该方法可以克服先前的问题 。
方法与结论【使用光化学循环策略可从甲烷中生产乙烷】Amano建议，研究人员使用的成功因素集中在三部分纳米复合材料的开发上，即在传统的TiO 2光催化剂中添加磷钨酸和银阳离子 。生成的Ag-HPW / TiO 2纳米复合材料引起甲烷偶联，从而导致生成乙烷-以及少量的丙烷和CO 2 。
最终结果是基于光化学转化的两阶段循环过程 。Amano指出，该过程导致银阳离子还原为金属，然后使用紫外线照射的氧气对金属银物种进行再氧化 。颗粒上使用的HPW涂层是提高选择性的主要因素，并建议循环氧化还原循环在某些方面类似于可充电电池中发生的反应 。
测试表明该工艺在碳基础上具有90％的选择性，并且与其他光催化剂体系相比，其量子效率被认为很高 。
文章来源：phys.org
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