7月27日，上海科技大學對外發布，該物質科學與技術學院左智偉科研團隊開發了一種廉價、高效的鈰基催化劑和醇催化劑的協同催化體系，使得甲烷可以在光的照射下轉化成高附加值的化工產品。該技術有望代替傳統高溫高壓的貴金屬催化體系，為甲烷開發利用提供嶄新和更加經濟、環保的解決方案。

天然氣是最具經濟價值的重要自然資源之一，如果實現直接化學轉化，不僅可以實現高附加值利用，還能避免天然氣運輸所帶來的高額費用和污染。甲烷作為天然氣的主要成分，是有機化學中最簡單的化合物，但也是最難被活化的分子。甲烷直接活化的探索，是有機化學研究領域公認的“圣杯”。左智偉教授介紹說，目前國際上常用的高效催化劑一般需要使用稀有且昂貴的貴金屬（鉑、鈀等），同時往往需要高溫高壓的反應條件，考慮到規模性和經濟性，這種方法很難實際應用到工業中。

光促氧化還原催化是一項新興的催化技術，但用光能在室溫下活化甲烷，此前尚未有人嘗試。憑著直覺和勇氣，左智偉團隊大膽嘗試了這一催化技術，并選取了鈰這一在有機光化學中很少使用的材料作為催化劑。

左智偉介紹，該催化劑組合的最大優點是充分注重反應全過程的經濟性。第一，反應條件只需室溫，無需加熱或冷凝；第二，三氯乙醇是常見的化工原料，作為催化劑獲取很方便；第三，鈰在我國稀土資源中占比接近50%，三氯化鈰每噸價格約1.8萬元，相當于傳統鉑、鈀等貴金屬催化劑價格的萬分之一。

實驗顯示，在極其普通的三氯乙醇的協同作用下，廉價稀土金屬鈰能發揮出與稀有的貴金屬相媲美的甲烷催化效果。團隊成功地使用商品化LED光源作為反應能量來源，在室溫條件下，順利實現了高選擇性的甲烷到高附加值產物的轉化。據介紹，該種催化劑非常易得，且市售價格不到鉑類催化劑價格的萬分之一，為規模性應用奠定了優勢。2017年底，上科大和相關藥業公司簽訂了一個關于鈰催化氧化反應的合作轉讓協議，目前已經具備百公斤級別的生產條件。

參考來源：新華網