陶诗琪，黄 伟

（太原理工大学 煤化工研究所 煤科学与技术教育部和山西省重点实验室，山西 太原 030024）

随着原油价格剧烈波动以及储量的不断下降，加之新近发现的储量丰富的页岩气、煤层气、甲烷水合物等，作为清洁化石能源和化工原料的天然气备受关注。 目前，天然气转化工艺已经较为成熟[1,2]，天然气转化成合成气后，可以制备成高附加值的化学品，如合成氨和甲醇；也可以制成柴油、煤油等液体燃料。 但是上述过程反应条件严苛，能量消耗巨大。 因此，探明一条甲烷高效转化路径具有很高的经济价值和科学价值。

有效地活化CO2是绿色化学的重要研究课题。降低CO2排放量、将CO2直接转化为燃料或高附加值化学品， 是许多科研团队当下积极探索CO2转化新路径的目标。 然而，CO2分子中的碳原子为+4价，是碳原子的最高价态，C-O键键能为783 kJ/mol， 标准吉布斯自由能（△Gθ）为-394.38 kJ/mol，因此活化CO2非常困难。

为解决温室效应问题，本课题组将储量丰富的CH4资源与温室气体CO2相结合，提出一条CH4与CO2直接合成乙酸的新路径。 乙酸是化工行业的一种重要原料， 将CH4和CO2直接转化为乙酸是一个100%原子经济的反应。 然而，该反应的热力学性质不利（△Gθ298K＞0）。 在这一转化路径中，为了绕过直接合成乙酸的热力学限制，关键是要将反应过程拆分成两步[3-12]，该转化路线既环保又经济，具有很高的工业应用价值。

针对CH4-CO2两步梯阶转化直接合成乙酸的反应，本课题组前期研究发现，Co-Pd/TiO2是最佳的催化剂，但载体的比表面积较低。……