今日Science: 让沼气更值钱

【引言】

甲烷是最简单的有机物，也是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯，是一种廉价的能源，通过水力压裂技术和沼气技术可以大量生产甲烷。然而，大量的甲烷消耗对于人类生存的环境影响巨大，特别是会导致温室效应。基于对环境的担忧，研究者推动了一系列对甲烷的新应用的探索，而不仅仅是将它局限于目前作为加热和氢源。例如，2018年上海科技大学物质科学与技术学院左智伟团队在science上报告了一种低成本、高效率将甲烷转化为火箭推进剂燃料等高附加值化工产品的方案，为我国高效利用特有稀土金属资源提供了新思路。此外，将甲烷进行磺化成甲烷磺酸也是一种极具吸引力的转换路线，因为甲烷原料丰富，并且甲烷磺酸则可以快速融入当前的工业化学生产过程。然而，由于甲烷磺化反应中极易存在自由基重组等不希望发生的副反应存在，目前的甲烷磺化技术仍然存在一些问题导致产量低下。因此开发具有工业化生产潜力的甲烷磺化技术是提升甲烷价值的关键所在。

【成果简介】

今日，德国格里洛-沃克公司化工部研发部的Timo Ott等人在Science上发表了一篇名为“Activation of methane to CH₃⁺:A selective industrial route to methanesulfonic acid”的文章。研究者报告了一种可工业化将甲烷磺化为甲烷磺酸的技术。该技术只有两个反应物:甲烷和三氧化二硫，可获得高达99%的产率。

【图文导读】

图1甲烷磺化反应概况

图2 甲烷磺化反应机理

图3 甲烷的磺化路线

【小结】

  研究者提出了一种工业化甲烷磺化技术路线，产率高达99%，预期每年可生产多达20公吨甲烷磺酸。这为大规模提升甲烷的附加值提供了可能。

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

本文由材料人编辑学术组金也翻译，材料牛整理编辑。