卡迪夫大学的研究人员展示了黄金作为催化剂从天然气中的甲烷生产甲醇和乙酸的适宜性。卡迪夫大学的研究人员与美国利哈伊大学和中国武汉磁共振中心的研究人员合作，提出了一种简单、低成本的方法，将天然气直接转化为有用的化学品和燃料，这其中使用贵金属黄金作为关键成分。



虽然天然气是最绿色的化石燃料之一，但它在燃烧时仍会向大气排放危险的温室气体。这反过来又促使研究人员设计出新的方法，将占天然气70-90%的甲烷以一种简单、经济和低碳的方式转化为更有用的产品，如燃料和化学品。


在今天发表在《自然-催化》上的一项研究中，由卡迪夫催化研究所的研究人员领导的团队首次证明了使用金催化剂将甲烷直接转化为甲醇和乙酸。这种催化反应过程到之前只能通过间接路线实现，其中包括多个步骤，高度耗能且非常昂贵。


为了实现甲醇和乙酸的产生，研究小组在由金和沸石ZSM-5制成的催化剂存在下，使甲烷与氧气反应。


通过使用高功率电子显微镜检查催化剂，发现活性催化剂不包含金原子或金簇，而是金纳米粒子--尺寸在3至15纳米之间的极小颗粒，可以表现出与较大材料对应物明显不同的物理和化学特性。


使用这种催化剂生产甲醇是意料之中的事；然而，这种新方法的新颖之处在于海能够生产醋酸。醋酸是一种常见的工业化学品，大量用于制造产品，如纺织印刷油墨、染料、摄影化学品、农药、药品、橡胶和塑料。同时，甲醇通常被用作许多其他商品化学品的前体，也是一种生物燃料。


尽管贵金属黄金的惰性众所周知，但卡迪夫催化研究所的科学家们的开创性研究表明，事实上，它是一种极其高效和可靠的催化剂，可以有效地用于许多重要的工业过程。


该研究的共同作者、卡迪夫催化研究所的化学注册教授Graham Hutchings教授说。"甲烷是天然气的主要成分，利用分子氧进行氧化以选择性地形成含氧化学中间体一直是催化领域的一个长期的巨大挑战。我们在这项研究中首次成功地证明了这一点，为以简单和具有成本效益的方式创造重要的燃料和化学品迈出了重要的第一步。"