Из металлорганического каркаса создали «Священный Грааль»

Nature Materials: создан эффективный катализ метана в метанол с помощью света
Из металлорганического каркаса создали «Священный Грааль»

Международная группа исследователей под руководством ученых Манчестерского университета создала быстрый и экономичный метод преобразования метана в метанол с помощью света при температуре и давлении окружающей среды. О подробностях метода, названного «Священным Граалем» катализа, рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.

Эффективный метод включает непрерывный поток воды, насыщенной метаном и кислородом, через катализатор на основе металлорганического каркаса (MOF), который облучается светом. Металлорганические каскадные структуры представляют собой гибридные материалы из ионов или кластеров металлов, связанных друг с другом органическими соединениями. Каждый компонент MOF выполняет определенную функцию, например, улавливает кванты света, переносит электроны или предоставляет энергию для связывания метана с кислородом. Жидкий метанол затем легко экстрагируется из воды.

Основная проблема преобразования метана (CH4) в метанол (CH3OH) заключается в разрыве прочной химической связи углерод-водород (CH) для внедрения атома кислорода (O) с образованием связи C-OH. Традиционные методы требуют высокой температуры и давления. В новом методе с использованием MOF процесс идет при комнатных условиях, при этом он не образует нежелательных побочных продуктов. Сам катализатор можно повторно использовать не менее 10 циклов, что соответствует 200 часам реакции без какой-либо потери производительности.

По принципу работы MOF напоминает фотосистемы у растений, которые в процессе фотосинтеза конвертируют энергию солнечных лучей в энергию химических связей. Катализ превращения метана в метанол по эффективности можно сравнить с биологическим ферментом метанмонооксигеназой у метанотрофных бактерий.

Хранение метана, который является широко используемым энергоносителем, сопряжено с его негативным воздействием на окружающую среду. Поэтому специалисты ищут экономичные способы преобразовать его в метанол, который является более универсальным источником углерода, чем метан, и представляет собой легко транспортируемую жидкость. Его можно использовать для производства таких продуктов, как растворители, антифризы, акриловые пластмассы, синтетические ткани и волокна, а также клеи, краски и химические агенты, используемые в фармацевтике и агрохимической промышленности.


Похожие новости
Ученые создали способ превращения графита в алмаз 09 апр. 2014 г.

Ученые создали способ превращения графита в алмаз

Традиционно искусственные алмазы выращивают из углерода в условиях высочайшего давления, процесс очень долгий и трудоемкий. А ученые Стэнфордского университета выявили менее затратный и более быстрый способ превращения углерода в алмаз. Метод основывается...

дальше...

Ученые нашли новый метод изучения фотосинтеза 26 марта 2014 г.

Ученые нашли новый метод изучения фотосинтеза

Растения преобразовывают энергию из солнечного света в химическую энергию в процессе, называемом фотосинтез. Эта энергия передается затем людям и животным, которые едят растения, и, таким образом, фотосинтез является основным источником энергии для всего...

дальше...

Реакция на кислород: объявлены нобелевские лауреаты 2019 года по медицине 07 окт. 2019 г.

Реакция на кислород: объявлены нобелевские лауреаты 2019 года по медицине

Нобелевский комитет назвал лауреатов премии по физиологии и медицине за текущий год. В этот раз награду получат американцы Уильям Келин-младший и Грегг Семенца, а также британец Питер Рэтклифф. Учёные исследовали реакцию живых клеток на колебания уровня...

дальше...

Боевики обстреляли позиции сил АТО из крупнокалиберных орудий 21 июня 2015 г.

Боевики обстреляли позиции сил АТО из крупнокалиберных орудий

В течение минувших суток гибридные войска противника 83 раза нарушили условия прекращения огня, ведя огонь по позициям сил АТО из запрещенных минскими договоренностями вооружений. Об этом сообщает пресс-центр АТО."Самой сложной ситуация остается...

дальше...

Планетологи обнаружили метан внутри метеоритов с Марса 16 июня 2015 г.

Планетологи обнаружили метан внутри метеоритов с Марса

Геологи онбаружили в марсианских метеоритах большое число молекул метана, которые указывают на то, что в недрах красной планеты постоянно образуется метан, и что его почвы являются более благоприятными для "глубинной" подземной жизни, чем мы считали ранее...

дальше...

Новый катализатор позволяет сохранять энергию солнца и ветра 01 апр. 2016 г.

Новый катализатор позволяет сохранять энергию солнца и ветра

Одна из проблем, связанных с использованием возобновляемых источников энергии, заключается в сильной зависимости от изменчивых капризов погоды. Очень удобно получать энергию от солнца, ну а если погода пасмурная? Можно использовать энергию ветра...

дальше...

Ученые превратили солнечную энергию в жидкое топливо 13 февр. 2015 г.

Ученые превратили солнечную энергию в жидкое топливо

Некоторые транспортные средства на дорогах западных стран уже частично питаются энергией солнца. Это автомобили и автобусы на солнечных батареях. Их количество может серьезно увеличиться благодаря водородным элементам, преобразующим солнечную энергию...

дальше...

Природная переработка: обнаружен микроорганизм, разлагающий нефть на углекислый газ и метан 21 авг. 2019 г.

Природная переработка: обнаружен микроорганизм, разлагающий нефть на углекислый газ и метан

Микроорганизм метанолипария, обитающий в море на больших глубинах, способен разлагать сырую нефть на углекислый газ и метан. К такому выводу пришли немецкие учёные. Теперь исследователи хотят запустить обратный процесс: заставить метанолипарию перерабатывать...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 08 авг. 2022 г.