Химики научились селективно окислять метан до ценных органических производных — метанола и уксусной кислоты — с помощью катализа наночастицами золота. Селективная реакция окисления протекала между метаном и кислородом без использования дополнительных реагентов, но выход оказался небольшим.

Авторам статьи в Nature Catalysis удалось оптимизировать условия процесса и изучить его механизм.

Метан — простейший углеводород, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. В промышленности его вводят в процесс паровой конверсии, в результате которого получают синтез-газ — смесь монооксида углерода и молекулярного водорода. Из синтез-газа с помощью каталитических реакций получают метанол и другие органические вещества. Так, для перевода метана в ценные органические производные требуются две промышленные стадии.

Чтобы упростить производство, ученые ищут способы получать метанол из метана напрямую. Один из таких способов — реакция метана с кислородом, которая при обычных условиях дает воду и углекислый газ, а в присутствии катализатора и восстановителя может приводить к ценным органическим продуктам.

Ученые под руководством Грэма Хатчингса (Graham J. Hutchings) из Кардиффского университета и Суй Цзюня (Xu Jun) из Университета Китайской академии наук решили найти катализатор селективного окисления метана кислородом. При этом их целью было провести реакцию без использования дополнительных реагентов.