p Os avanços na tecnologia de fraturamento hidráulico permitiram a descoberta de grandes reservas de gás natural que contém principalmente metano, e que é principalmente queimado diretamente, potencialmente causando o aquecimento global. Atualizar o metano para uma energia mais verde, como o metanol, por meio da oxidação aeróbia, é uma maneira ideal de resolver o problema. p No entanto, as dificuldades residem em ativar o metano e prevenir o excesso de oxidação do metanol. O metano assume uma estrutura tetraédrica não polar estável com alta energia de dissociação da ligação C-H, que requer alta energia para ser ativado. Enquanto isso, o metanol pode ser facilmente oxidado em excesso a dióxido de carbono durante o processo. A ativação e transformação direcional do metano é considerada o 'Santo Graal' da catálise.

p Um trabalho recente publicado em Nature Communications por uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Zeng Jie e LI Weixue do Laboratório Nacional de Ciências Físicas de Hefei na Microscale marca um novo progresso. Eles projetaram e fabricaram átomos únicos de Au em fósforo preto (Au ₁ / BP) nanofolhas para oxidação seletiva de metano em metanol sob condições moderadas com> 99% de seletividade.

p Au ₁ / As nanofolhas BP foram capazes de catalisar a reação de oxidação do metano com o oxigênio como oxidante sob condições de irradiação. Com base em estudos mecanísticos, água e O ₂ foram ativados em Au ₁ / Nanofolhas BP para formar grupos hidroxila reativos e radicais OH sob irradiação de luz. Os grupos hidroxila reativos permitiram oxidação moderada de metano em CH ₃ espécies, seguido pela oxidação de CH ₃ via radicais OH em metanol.

p Uma vez que a água é consumida para formar grupos hidroxila e produzida por meio da reação de grupos hidroxila com metano, a água aqui é totalmente reciclada e, portanto, também pode ser considerada um catalisador.

p Este estudo fornece uma visão sobre o mecanismo de ativação de oxigênio e metano na oxidação seletiva do metano, e oferece uma nova compreensão do papel da água no processo de reação.