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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 催化反应 » [有奖回答] 关于甲烷选择氧化生成甲醇的问题
北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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ch4_hcho

金虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
penfee(金币+10,VIP+0):非常非常感谢，受益匪浅，还望多多指教！
我硕士就是做这个课题的，甲烷选择氧化制甲醛，做的是分子筛负载过渡金属，常压气固相反应，难度非常大。当时我导师要求我做到5%转化率和50%甲醛选择性，但是到毕业了我都没有做到。
甲烷选择氧化关键是活化甲烷的C-H键，并且不能打断甲烷中所有的C-H键。目前在这个课题上到底是什么氧物种起到活化作用目前尚有争论。产物甲醇或者甲醛的在催化剂表面要能迅速脱附。
从我做这个课题的经验，能给你的建议：
1.如果你要做气固相反应，建议你不要走分子筛负载过渡金属（单一过渡金属）的老路，我已经用分子筛负载元素周期表中大部分过渡金属，筛选了两次，加上我师姐的，总共三次，基本上没有什么活性突出的，活性较好的还是Mo和V（甲醛的单程收率低于4%）。如果你发现某种金属合金负载在分子筛上，有特殊的活化分子氧的功效，可以尝试。
2.如果你做液相反应，建议你提高转化频率，至少提高两个数量级以上，目前对液相反应，以浓硫酸为氧化剂，可以得到较好的催化活性，参看Science，1993，259：340-343和Science，1998，208：560-564，以Au为催化剂的Angwe. Chem. Int. Ed.，2004，43：4626-4629和Angwe. Chem. Int. Ed.，2004，43：2-4，但是最好不要用浓硫酸为氧化剂，会有大量SO2生成和强腐蚀性，并且实验中危险性也大。
3.如果你实验室原位表征手段很丰富（原位红外，原位拉曼，原位ESR，以及色质联用），从科研角度看，弄清楚该反应中的活性氧物种也是很有意义的，因为近年来发的文章都对晶格氧的作用有争论，可以参看王野，Arena以及A. T. Bell发的文章。
4.可以改变甲烷到甲醛的反应途径，我说的改变反应途径不是由CH4生成合成气，再生成甲醛或甲醇。你可以参看袁国卿2006年的Angew中的文章，2006，45：6541-6544和湖南大学周小平的相关文章，会给你有启发。这是我导师和我说过的，但是他的想法具体我不能告诉你。你自己揣摩吧^_^。
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11楼2008-04-15 21:15:19
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margosa

木虫 (正式写手)

催化工作者
★ ★
penfee(金币+2,VIP+0):呵呵，谁愿意和这个题死嗑呀．不过也得有点面对这种难题的勇气吧．
谁让我做这个课题，我跟谁急。
我觉得这个反应在气固相中是不可能的，理由就不用再重复了，做甲烷活化的人都知道。
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好好学习，天天向上！
12楼2008-04-16 03:46:17
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penfee

荣誉版主 (文学泰斗)

文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献
请各路高手多多指教啊。
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13楼2008-04-16 09:53:58
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haxia

木虫 (著名写手)
★ ★
penfee(金币+2,VIP+0):谢谢啊
这个课题做了几十年了，催化顶级难题呀！
佩服ＰＥＥＦＥＥ的勇气和毅力！
但是对于基础研究，还是不错的课题！
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14楼2008-04-16 14:34:48
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ch4_hcho

金虫 (正式写手)
★ ★ ★
penfee(金币+3,VIP+0):谢谢你的建议．两个会议可能都去不了了，但和王教授的交流我想以后肯定不会少的。
今年在韩国首尔有世界催化会议以及南京大学有全国催化会议，不知道penfee是不是会去参加，如果你去参加可以问问厦门大学的王野教授，他做甲烷选择氧化做了将近20年了，目前这个课题他还在做，在这方面应该算上是比较权威人士了，如果你有幸碰见他，可以和他交流一下。
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15楼2008-04-16 16:19:13
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kancy

金虫 (小有名气)
这个方面好像是个世界难题 我们学校几个博士一直在做这方面 进展不大  过渡金属也试过很多
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16楼2008-04-16 17:09:15
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penfee

荣誉版主 (文学泰斗)

文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献文献杰出贡献
王野老师做的也是担载型的过渡金属催化剂，也是做些基础研究，离应用远着呢！
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17楼2008-04-17 09:12:19
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