Китайские учёные разработали эффективный метод преобразования метана в пропан с помощью солнечного света
Дизайн, изготовление и производительность высокопористого катализатора Au/TiO₂(P). Автор: Nature Energy (2025). DOI: 10.1038/s41560-025-01834-5
Исследователи из Хэбэйского университета и других научных учреждений Китая разработали новый фотокаталитический метод преобразования метана (CH₄) в пропан (C₃H₈) — углеводород, который легче использовать в реальных условиях благодаря способности переходить в жидкое состояние при определённом давлении, что упрощает его хранение и транспортировку.
Метод, описанный в статье журнала Nature Energy, позволяет эффективно проводить фотоокаталитическое окислительное связывание метана (POCM) — процесс, при котором молекулы метана в присутствии кислорода объединяются и образуют более крупные углеводороды. В качестве катализатора используется диоксид титана (TiO₂), улучшенный наночастицами золота, встроенными в его поры.
«POCM позволяет производить ценные топлива и химические вещества с использованием возобновляемой солнечной энергии», — отмечают Вэньфэн Ни, Ливэй Чен и их коллеги.
Учёные сообщают, что Au-включённый пористый TiO₂, активируемый паром во время процесса POCM, обеспечивает эффективный и селективный потоковый синтез пропана с продуктивностью 1,4 ммоль/ч. При этой продуктивности достигается высокая селективность по пропану — 91,3% и кажущийся квантовый выход 39,7% при длине волны 365 нм.
Механистические исследования показывают, что растянутое напряжение Au и нанопора-ограниченная каталитическая микросреда совместно стабилизируют ключевые промежуточные продукты этана, способствуя более глубокому C₂–C₁ связыванию с образованием пропана. Пар-активированный поверхностный кислород решётки на TiO₂ ускоряет перенос водородных частиц, усиливая кинетику POCM.
Этот подход экономически целесообразен для практического применения при концентрированном солнечном свете и может открыть новые возможности для экологически чистой переработки метана в углеводороды и химические вещества.
0 комментариев