Nature：原子级Rh\/Zeolite催化甲烷制甲醇和乙酸！

甲烷直接转化为甲醇、甲酸等含氧化合物，具有重大的经济价值。虽然经过众多科研团队多年研究，其商业化之路仍然任重道远。

问题在于：甲烷直接氧化制甲醇并非计量反应，速度太慢，收率又低；另外，甲醇直接羰基化制乙酸未见报道。

有鉴于此，Maria Flytzani-Stephanopoulos等人报道了一种原子级分散的单核Rh/Zeolite、Rh/TiO ₂ 负载型催化剂，可在温和条件下利用CO和O ₂ 将甲烷直接转化为甲醇和乙酸。

图1. Rh-ZSM-5催化剂的TEM和CO-DRIFTS光谱

图2. Rh-ZSM-5催化剂的TEM和CO-DRIFTS光谱

研究人员利用普通浸渍法，制备得到以上催化剂，然后在150 ℃，30bar（CO/O ₂ ）条件下，通过间歇式高压釜进行试验，每次批次实验反应时间约3h。

研究发现，烷直接转化为甲醇和转化为乙酸是两种哇暖不同的反应路径，甲醇并不是生成乙酸过程中的中间体。因此，通过催化条件的改变，可以对产物选择性的调控，实现22000 μmol 乙酸 g ^-1 _cat ，230 μmol 甲醇g ^-1 _cat ，选择性在60%-100%之间。

总之，这项工作提供了一种高活性甲烷直接氧化催化剂，对甲烷高效利用的催化剂可控设计和制备，起到了重要指导作用！

表1. ZSM-5和0.5 wt% Rh-ZSM-5液体氧化产物对比

Junjun Shan, Mengwei Li, MariaFlytzani-Stephanopoulos et al. Mild oxidation of methane to methanol or aceticacid on supported isolated rhodium catalysts. Nature 2017, 551, 605–608.