Estrutura do metano. Crédito:Christinelmiller/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
Oxidação seletiva de metano (CH
4 ) a produtos químicos de valor agregado com alta atividade catalítica e seletividade em condições brandas continua sendo um desafio. Devido à baixa atividade do oxigênio e à superoxidação dos oxigenados, a oxidação seletiva do CH
4 oxigenar com O
2 ou O
2 /H
2 sofre de baixa atividade catalítica e baixa seletividade de oxigenados. Além disso, a alta carga de metais nobres para catalisadores suportados leva a um alto custo.
Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Sun Yuhan e Prof. Zhong Liangshu do Instituto de Pesquisa Avançada de Xangai (SARI) da Academia Chinesa de Ciências relatou um catalisador de PdCu suportado por ZSM-5 (Z-5) para oxidação seletiva de CH
4 para oxigenar usando O
2 na presença de H
2 . O catalisador exibiu um alto rendimento de oxigenados de 1178 mmol/g
Pd /h com seletividade de oxigenados de 95% a 120°C.
Os resultados foram publicados na
Angewandte Chemie International Edition .
Com base em uma combinação de experimentos de controle e ressonância paramagnética eletrônica, bem como técnicas espectroscópicas in situ, os pesquisadores descobriram que as nanopartículas de PdO facilitavam a geração in situ de H
2 O
2 . Os átomos únicos de Cu não apenas aceleraram a geração de ·OH abundante a partir de H
2 O
2 decomposição, mas também permitiu a clivagem homolítica de CH
4 por ·OH para ·CH
3 . Posteriormente, o ·OH reagiu rapidamente com o ·CH
3 para formar CH
3 OH com alta seletividade.
Essas descobertas podem fornecer informações valiosas sobre a oxidação seletiva de metano para oxigenar e lançar luz sobre outros catalisadores altamente eficientes e de baixo preço para a ativação seletiva de ligações C-H em alcanos leves.
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